ÿþW I C Z E N I E 3 1 .
B I O P A L I W A
O S O B Y P R O W A D Z C E :
m g r i n |. K a t a r z y n a J o d k o ( p o k . 1 3 4 , k o n s u l t a c j e : [r o d y 1 0 3 0 - 1 1 3 0 , c z w a r t k i 1 3 o o - 1 4 o o )
d r h a b . G r z e g o r z L i t w i n i e n k o ( p o k . 1 3 2 , k o n s u l t a c j e : [r o d y 1 0 3 0 - 1 1 3 0 , c z w a r t k i 1 3 o o - 1 4 o o )
L I T E R A T U R A :
1 . R . T . M o r r i s o n , R . N . B o y d : C h e m i a o r g a n i c z n a , t o m 2 ( r o z d z . 3 3 : T Bu s z c z e ) P W N ,
W a r s z a w a 1 9 8 5 .
2 . S . B r e d s z n a j d e r , W . K a w e c k i , J . L e y k o , R . M a r c i n k o w s k i : P o d s t a w y o g ó l n e
t e c h n o l o g i i c h e m i c z n e j , P W N W a r s z a w a 1 9 7 3 .
3 . S . E . M a n a h a n : E n v i r o n m e n t a l C h e m i s t r y , B r o o k s / C o l e P u b l i s h i n g C o m p a n y , 1 9 8 4 .
4 . H . K o n e c z n y : P o d s t a w y t e c h n o l o g i i c h e m i c z n e j , ( r o z d z . V : P a l i w a i i c h p r z e r ó b ) ,
P W N , W a r s z a w a 1 9 7 3 .
5 . R . B o g o c z e k , E . K o c i o Be k - B a l a w e j d e r : T e c h n o l o g i a c h e m i c z n a o r g a n i c z n a , r o z d z . 2 ,
W A E , W r o c Ba w 1 9 9 2 .
6 . S p a l a n i e i p a l i w a p r a c a z b i o r o w a p o d r e d . J . K o r d y l e w s k i e g o , O f i c y n a W y d a w n i c z a
P o l i t e c h n i k i W r o c Ba w s k i e j , W r o c Ba w 2 0 0 5 .
7 . J . C i b o r o w s k i : I n |y n i e r i a c h e m i c z n a . I n |y n i e r i a p r o c e s o w a , W N T , 1 9 7 3 .
W y m a g a n i a d o w i c z e n i a
D e f i n i c j e : e n e r g i a i s p o s o b y k o n w e r s j i e n e r g i i , p a l i w a c i e k Be ( p o d z i a B) , b i o p a l i w a ( b i o e t a n o l ,
b i o d i e s e l ) , p o j e m n o [ c i e p l n a , d y f u z j a , l i p i d y p r o s t e i z Bo |o n e ( p o d z i a B, k l a s y f i k a c j a ) , t Bu s z c z e
i o l e j e r o [l i n n e , k w a s y k a r b o k s y l o w e , k w a s y t Bu s z c z o w e i i c h e s t r y , t r i g l i c e r y d y
( t r i a c y l o g l i c e r o l e ) , w o s k i , F A M E ( e s t r y m e t y l o w e k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h ) , l e p k o [, l i c z b y
c h a r a k t e r y s t y c z n e t Bu s z c z ó w .
1 . S u b s t a n c j e p a l n e . P a l i w a p o d z i a B. P r o c e s y s p a l a n i a , r e a k c j e Ba Dc u c h o w e , c i e p Bo s p a l a n i a ,
w a r t o [ o p a Bo w a , w y b u c h y , g r a n i c a w y b u c h o w o [c i , s i l n i k i z z a p Bo n e m i s k r o w y m i s i l n i k i
w y s o k o p r |n e .
2 . A n a l i z a t e c h n i c z n a p a r a m e t r ó w f i z y k o c h e m i c z n y c h p a l i w i b i o p a l i w : g s t o [, l e p k o [
d y n a m i c z n a i k i n e m a t y c z n a , l e p k o [ w z g l d n a , t e m p e r a t u r a z a p Bo n u i t e m p e r a t u r a p a l e n i a ,
t e m p e r a t u r a k r z e p n i c i a , t e m p e r a t u r y d e s t y l a c j i , d y l a t a c j a o b j t o [c i o w a ( t e m p e r a t u r o w a ) ,
l i c z b a o k t a n o w a , l i c z b a c e t a n o w a .
3 . R o [l i n y o l e i s t e i i c h w y k o r z y s t a n i e . P r z y k Ba d y i s k Ba d o l e j ó w r o [l i n n y c h , m e t o d y
o t r z y m y w a n i a , p a r a m e t r y c h a r a k t e r y z u j c e t Bu s z c z e ( l i c z b a j o d o w a , k w a s o w a , n a d t l e n k o w a ) ,
p o w i z a n i e t e m p e r a t u r k r z e p n i c i a z e s k Ba d e m i s t r u k t u r t Bu s z c z u .
4 . T r a n s e s t r y f i k a c j a : m e c h a n i z m p r o c e s u , k i n e t y k a r e a k c j i p r z e e s t r y f i k o w a n i a .
5 . Z n a j o m o [ o p i s a n y c h w n i n i e j s z e j i n s t r u k c j i p r o c e d u r s y n t e z y , o c z y s z c z a n i a i a n a l i z y
b i o p a l i w .
1
W S T P T E O R E T Y C Z N Y
D e f i n i c j a p a l i w j e s t s z e r o k a - o b e j m u j e w s z e l k i e s u b s t a n c j e , k t ó r e w w y n i k u p r z e m i a n
f i z y k o c h e m i c z n y c h d o s t a r c z a j z n a c z n y c h i l o [c i c i e p Ba , w y k o r z y s t y w a n e g o d o c e l ó w
t e c h n i c z n y c h i b y t o w y c h . T a k i e u j c i e j e s t o w i e l e s z e r s z e o d d a w n e j d e f i n i c j i , w e d Bu g k t ó r e j
p a l i w a m i n a z y w a n o s t a Be / c i e k Be / g a z o w e s u b s t a n c j e o r g a n i c z n e , k t ó r e w r e a k c j i z t l e n e m
t w o r z y By d w u t l e n e k w g l a i p a r w o d n w y d z i e l a j c d u |e i l o [c i c i e p Ba . P a l i w a s zr ó d Be m
e n e r g i i w t y m s e n s i e , |e w w y n i k u p r o c e s ó w c h e m i c z n y c h e n e r g i a c h e m i c z n a z o s t a j e
z a m i e n i o n a n a e n e r g i c i e p l n .
O p i e r a j c s i n a k r y t e r i u m p o c h o d z e n i a p a l i w , m o |e m y j e p o d z i e l i n a d w i e
z a s a d n i c z e g r u p y
a ) p a l i w a n a t u r a l n e ( w g i e l k a m i e n n y , b r u n a t n y , r o p a n a f t o w a , g a z z i e m n y , t o r f ,
b i o m a s a , d r e w n o ) ,
b ) p a l i w a s z t u c z n e , b d c e e f e k t e m m n i e j l u b b a r d z i e j s k o m p l i k o w a n e g o p r z e t w o r z e n i a
p a l i w n a t u r a l n y c h ( n p . k o k s , b e n z y n a ) l u b s y n t e z y c h e m i c z n e j s u b s t a n c j i
w y s o k o e n e r g e t y c z n y c h ( m . i n . p a l i w a r a k i e t o w e n i t r o m e t a n , m i e s z a n i n a n a d t l e n k u
w o d o r u i m e t a n o l u ) a t a k |e p a l i w o j d r o w e .
I n n e k r y t e r i a p o d z i a Bu t o m . i n . p o d z i a B n a p a l i w a s t a Be i p a l i w a p By n n e ( c i e k Be i g a z o w e ) ,
p o d z i a B n a p a l i w a k o p a l n e o r a z b i o p a l i w a . Z e w z g l d u n a z a s t o s o w a n i e m o |e m y w y r ó |n i
p a l i w a o p a Bo w e o r a z n a p d o w e , n a t o m i a s t z e w z g l d u n a w a r t o [ o p a Bo w w p r o w a d z o n y j e s t
p o d z i a B n a p a l i w a n i s k o - i w y s o k o k a l o r y c z n e .
W o g r o m n e j w i k s z o [c i p a l i w a s s u b s t a n c j a m i p a l n y m i , c z y l i s u b s t a n c j a m i z d o l n y m i
d o r e a k c j i e g z o t e r m i c z n e j z p o w i e t r z e m p o z a i n i c j o w a n i u ( z a p a l e n i u ) . D l a p o w s z e c h n i e
u |y w a n y c h p a l i w s t o s o w a n e s p a r a m e t r y u m o |l i w i a j c e p o r ó w n a n i e i l o [c i e n e r g i i , j a k a
m o |e b y u w o l n i o n a w w y n i k u t e j r e a k c j i . W a r t o [ o p a Bo w a j e s t m i a r i l o [c i c i e p Ba
u z y s k a n e g o w w y n i k u s p a l e n i a j e d n o s t k i m a s y ( l u b o b j t o [c i ) p a l i w a . W a r t o [ o p a Bo w a
s u b s t a n c j i o r g a n i c z n y c h z a w i e r a j c y c h w g i e l , w o d ó r , s i a r k i t l e n j e s t o p i s a n a n a s t p u j c y m
r ó w n a n i e m e m p i r y c z n y m :
O 2 9 îø ùø
k J
öø
W u = 3 3 9 0 0 C + 1 2 1 0 0 0 ëø H 2 - ÷ø ìø ÷ø
+ 1 0 5 0 0 S - 2 5 0 0 ëø w + O 2 öø ïøk g úø
ìø
8 8
íø øø íø øø
ðø ûø
g d z i e p a r a m e t r y C , H 2 , O 2 , S , t o o d p o w i e d n i o u d z i a By m a s o w e t y c h p i e r w i a s t k ó w a w t o
u d z i a B m a s o w y w i l g o c i .
G d y s p a l a n i e n a s t p u j e w s p o s ó b c a Bk o w i t y , a p r o d u k t y r e a k c j i z o s t a n d o p r o w a d z o n e
d o s t a n u s t a n d a r d o w e g o ( p r z y s t a Be j o b j t o [c i ) , t o c i e p Bo ( e n e r g i a ) u z y s k a n a w t e n s p o s ó b
n a z y w a n a j e s t c i e p Be m s p a l a n i a . P r o c e s t a k i m u s i b y c a Bk o w i t y ( s t e c h i o m e t r y c z n y , b e z s t r a t
s u b s t a n c j i , b e z p a r o w a n i a ) i z u p e Bn y ( d o n a j t r w a l s z e g o t e r m o d y n a m i c z n i e p r o d u k t u ) .
P o m i a r y c i e p Ba s p a l a n i a p r o w a d z o n e s w b o m b i e k a l o r y m e t r y c z n e j , j e d n o s t k c i e p Ba s p a l a n i a
w t e r m o c h e m i i j e s t k J / m o l a w e n e r g e t y c e k J / k g .
C i e p Bo s p a l a n i a n a z y w a n e j e s t g ó r n w a r t o [c i o p a Bo w , p o n i e w a | o d p o w i a d a o n o
c a Bk o w i t e m u w y k o r z y s t a n i u c i e p Ba p o w s t a Be g o z p a l i w a . W p r o c e s a c h s p a l a n i a z a c h o d z c y c h
w p i e c a c h i s i l n i k a c h p o w s t a j e p a r a w o d n a , k t ó r a n i e j e s t s k r a p l a n a . P r z e w a |n i e j e s t o n a
p o r y w a n a w r a z z i n n y m i g a z a m i s p a l i n o w y m i , c o u n i e m o |l i w i a w y k o r z y s t a n i e e n e r g i i
w y d z i e l a n e j p o d c z a s j e j s k r a p l a n i a . D l a t e g o d o o c e n y i l o [c i p o w s t a j c e g o c i e p Ba w Ba [c i w s z y
j e s t i n n y p a r a m e t r n i | c i e p Bo s p a l a n i a - t z w . d o l n a w a r t o [ o p a Bo w a . J e s t t o i l o [ c i e p Ba
( w y r a |o n a w k J / k g ) w y d z i e l o n a p o d c z a s c a Bk o w i t e g o s p a l e n i a j e d n o s t k i m a s y p a l i w a
w b o m b i e k a l o r y m e t r y c z n e j , g d y p r o d u k t y s p a l a n i a o z i b i a j s i d o t e m p e r a t u r y p o c z t k o w e j
p a l i w a ( w s t a Be j o b j t o [c i ) , a l e p r z y z a Bo |e n i u , |e w o d a n i e j e s t s k r o p l o n a .
2
P r z y k Ba d e m p a l i w a s t a Be g o j e s t d r e w n o . W s u c h e j m a s i e d r e w n a j e s t o k . 5 0 % w g l a ,
6 . 3 % w o d o r u i 4 4 . 2 % t l e n u . P o d c z a s s p a l a n i a d r e w n a p o w s t a j e w z g l d n i e n i e d u |a ( 0 . 3 - 1 % )
i l o [ p o p i o Bu . D r e w n o z a l i c z a n e j e s t d o b i o m a s y i j e s t o d t w a r z a l n y m s u r o w c e m
e n e r g e t y c z n y m , w o d r ó |n i e n i u o d p a l i w k o p a l n y c h , k t ó r e s w p r a w d z i e p o c h o d z e n i a
r o [l i n n e g o , a l e p r o c e s i c h p o w s t a w a n i a j e s t n a t y l e d Bu g i , |e n i e m o |n a m ó w i o
o d t w a r z a l n o [c i p a l i w k o p a l n y c h w s e n s i e b i o l o g i c z n y m . S t a Be p a l i w a k o p a l n e t o t o r f , w g i e l
b r u n a t n y , w g i e l k a m i e n n y i a n t r a c y t . W a r t o [ o p a Bo w a t o r f u m i e [c i s i w g r a n i c a c h o d
1 8 0 0 0 d o 2 5 5 0 0 k J / k g . W a r t o [ o p a Bo w a w g l a b r u n a t n e g o w y n o s i [r e d n i o 2 8 0 0 0 k J / k g ,
n a t o m i a s t w g l a k a m i e n n e g o o k o Bo 3 5 0 0 0 k J / k g . N a j w i k s z w a r t o [ e n e r g e t y c z n ( 3 7 0 0 0
k J / k g ) m a w g i e l k a m i e n n y n a z y w a n y a n t r a c y t e m z a w i e r a j c y w s w o i m s k Ba d z i e n a j m n i e j
s u b s t a n c j i l o t n y c h i n a j w i c e j w g l a p i e r w i a s t k o w e g o . W w y n i k u s p a l a n i a p a l i w k o p a l n y c h
p o w s t a j e p o p i ó B ( s z l a k a ) , w s k Ba d k t ó r e g o w c h o d z A l 2 O 3 , S i O 2 , F e 2 O 3 , C a O , M g O .
P a l i w a k o p a l n e p By n n e t o g Bó w n i e r o p a n a f t o w a ( w a r t o [ o p a Bo w a t o [r e d n i o
4 4 0 0 0 k J / k g ) o r a z g a z z i e m n y , k t ó r e g o w a r t o [ o p a Bo w a j e s t n a j b a r d z i e j z r ó |n i c o w a n a
z a l e |y o d t e g o , c z y p o c h o d z i o n z e z Bó | t o w a r z y s z c y c h r o p i e n a f t o w e j ( t z w . g a z z i e m n y
m o k r y i s u c h y ) , o d z a w a r t o [c i p o s z c z e g ó l n y c h w g l o w o d o r ó w ( f r a k c j e o d C H 4 d o C 5 H 1 2 ) ,
o r a z o d i l o [c i a z o t u i s i a r k o w o d o r u .
S p a l a n i e w o b e c n o [c i t l e n u z p o w i e t r z a ( 7 9 % N 2 + 2 1 % O 2 , p o m i j a j c z a w a r t o [
w o d y i C O 2 ) m o |e p r z e b i e g a p r z y n a d m i a r z e l u b n i e d o m i a r z e t l e n u . N a l e |y r ó w n i e |
p a m i t a o m o |l i w o [c i r e a k c j i p a l i w a z s u b s t a n c j a m i z a w i e r a j c y m i t l e n ( n p . H 2 O , C O 2 ) ,
k t ó r e s d o p r o w a d z a n e z z e w n t r z l u b p o w s t a j w t r a k c i e s p a l a n i a . S p a l a n i e p r z y n i e d o m i a r z e
t l e n u o p i s a n e j e s t r ó w n a n i a m i :
2 C + O 2 ’! 2 C O 2 1 9 k J
2 H 2 + O 2 ’! 2 H 2 O 4 7 6 k J
z k o l e i , p r z y w y s t a r c z a j c e j i l o [c i t l e n u :
C + O 2 ’! C O 2 3 9 5 k J
2 H 2 + O 2 ’! 2 H 2 O 4 7 6 k J
2 C O + O 2 ’! 2 C O 2 6 1 4 k J
S u b s t a n c j e t l e n o n o [n e r ó w n i e | m o g u c z e s t n i c z y w r e a k c j i s p a l a n i a :
C + H 2 O C O + H 2 1 3 3 k J
C O + H 2 O C O 2 + H 2 4 2 k J
C + C O 2 2 C O + 1 7 6 k J
S p a l a n i e w c e l u u z y s k a n i a e n e r g i i p o w i n n o b y p r o w a d z o n e p r z y w y s t a r c z a j c e j i l o [c i
p o w i e t r z a , a l e w p r o w a d z a n i e z b y t d u |e g o n a d m i a r u p o w i e t r z a n i e j e s t k o r z y s t n e , p o n i e w a |
n a s t p u j e o b n i |e n i e t e m p e r a t u r y g a z ó w s p a l i n o w y c h . R e d u k c j i l o [c i g a z ó w s p a l i n o w y c h
m o |n a u z y s k a s t o s u j c p o w i e t r z e w z b o g a c o n e w t l e n .
P r o c e s y s p a l a n i a p a l i w a g a z o w e g o , c i e k Be g o i s t a Be g o m a j i n n s p e c y f i k p r z e b i e g u .
Z m i e s z a n i e p a l i w a g a z o w e g o z p o w i e t r z e m i s p a l e n i e u w y l o t u p a l n i k a j e s t p r o c e s e m
z a c h o d z c y m w s t r e f i e k i n e t y c z n e j a z a t e m z a l e |y j e d y n i e o d s z y b k o [c i p r z e b i e g u r e a k c j i
c h e m i c z n e j . I n a c z e j j e s t w p r z y p a d k u , g d y p a l n y g a z m i e s z a n y j e s t z p o w i e t r z e m d o p i e r o
w s t r e f i e r e a k c y j n e j ( p a l e n i s k u ) w t e d y c z y n n i k i e m l i m i t u j c y m s z y b k o [ r e a k c j i b d z i e
p r o c e s m i e s z a n i a s p a l a n i e b d z i e p r o c e s e m z a c h o d z c y m w s t r e f i e d y f u z y j n e j .
Z a l e t y p a l i w g a z o w y c h t o : Ba t w o [ t r a n s p o r t u ( r u r o c i g i ) , Ba t w o [ d o p r o w a d z e n i a g a z u
d o p a l e n i s k a ( k o m o r y s p a l a n i a ) , p o w s t a w a n i e g a z o w y c h p r o d u k t ó w s p a l a n i a b e z p o z o s t a Bo [c i
s t a By c h l u b c i e k By c h , m o |l i w o [ w s t p n e g o p o d g r z a n i a p a l i w a , c o p o w o d u j e u z y s k a n i e
w y |s z e j t e m p e r a t u r y s p a l i n ( c z y l i p o w s t a w a n i e w i k s z e g o g r a d i e n t u t e m p e r a t u r p o d c z a s
w y m i a n y c i e p Ba ) .
S p a l a n i e p a l i w c i e k By c h p o w i z a n e j e s t z p r o w a d z e n i e m p r o c e s u w u k Ba d z i e
d w u f a z o w y m p a l i w o / p o w i e t r z e . O d p o w i e d n i e z m i e s z a n i e r e a g e n t ó w p o l e g a n a r o z p y l e n i u
3
p a l i w a w k o m o r z e s p a l a D ( c z s t k i c i e c z y p o w s t a Be g o a e r o z o l u s z y b k o p r z e c h o d z w s t a n
p a r y ) . P r o c e s t e n z a l e |y o d t e m p e r a t u r y , r o z d r o b n i e n i a c z s t e k , r o d z a j u p a l i w a . P o d c z a s
s p a l a n i a n i e p o w s t a j p o z o s t a Bo [c i s t a Be a n i c i e k Be .
P a l i w a s t a Be s p a l a j s i w u k Ba d z i e w i e l o f a z o w y m - o p r ó c z g r a n i c y f a z o w e j g a z - c i a Bo
s t a Be w w y s o k i e j t e m p e r a t u r z e m o |l i w e j e s t w y d z i e l a n i e p a l n y c h f r a k c j i g a z o w y c h . P r o c e s
s p a l a n i a z a c h o d z i n a g r a n i c y f a z , d l a t e g o d u |e z n a c z e n i e m a r o z w i n i c i e p o w i e r z c h n i o r a z
s p o s ó b m i e s z a n i a p a l i w a z p o w i e t r z e m . W o d r ó |n i e n i u o d s p a l a n i a c i e c z y i g a z ó w ,
p r o d u k t a m i s p a l a n i a p a l i w s t a By c h s n i e t y l k o s p a l i n y , a l e r ó w n i e | p o z o s t a Bo [c i w p o s t a c i
p o p i o Bu i |u |l u .
I s t n i e j e k i l k a s p o s o b ó w s p a l a n i a p a l i w s t a By c h . P i e r w s z y t o s p a l a n i e n a r u c h o m y m l u b
n i e r u c h o m y m r u s z c i e p a l e n i s k a i d o p r o w a d z a n i e p o w i e t r z a o d d o Bu . P o w i e t r z e w d r u j e p r z e z
w a r s t w p a l i w a a s p a l a n i e n a s t p u j e w s p o s ó b z a l e |n y o d w y m i a r u z i a r e n p a l i w a , s p o s o b u i c h
u Bo |e n i a , p r d k o [c i p r z e p By w u p o w i e t r z a , z d o l n o [c i p a l i w a d o s p i e k a n i a s i , i l o [c i i s p o s o b u
u s u w a n i a p o w s t a j c y c h p o p i o Bó w . R ó w n o m i e r n e s p a l a n i e p a l i w a j e s t u t r u d n i o n e .
D r u g i s p o s ó b s p a l a n i a p a l i w s t a By c h p o l e g a n a w y k o r z y s t a n i u p y Bu w g l o w e g o
w s p e c j a l n i e s k o n s t r u o w a n y c h p i e c a c h c y k l o n o w y c h , g d z i e n a s t p u j e e f e k t y w n e w y m i e s z a n i e
p y Bu z p o w i e t r z e m . D u |e r o z w i n i c i e p o w i e r z c h n i s p r a w i a , |e t e n s p o s ó b s p a l a n i a j e s t s z y b k i ,
z u p e Bn y i w y d a j n y . P y B p o w s t a j c y w w y n i k u s p a l a n i a j e s t w y d m u c h i w a n y z k o m o r y s p a l a D i
o d d z i e l a n y o d s p a l i n w c y k l o n a c h , f i l t r a c h i e l e k t r o f i l t r a c h .
R y s u n e k 1 . S c h e m a t p a l n i k a c y k l o n o w e g o d o s p a l a n i a p a l i w s t a By c h w g . S . B r e d s z n a j d e r , W . K a w e c k i , J . L e y k o ,
R . M a r c i n k o w s k i : P o d s t a w y o g ó l n e t e c h n o l o g i i c h e m i c z n e j , P W N W a r s z a w a 1 9 7 3 ) .
P o p i ó B p o s p a l e n i u p a l i w s t a By c h p o c h o d z i z e z w i z k ó w n i e o r g a n i c z n y c h z a w a r t y c h
w p a l i w i e i j e s t p o z o s t a Bo [c i p o s k Ba d n i k a c h r o [l i n z k t ó r y c h p o w s t a B w g i e l ( o k . 1 % m a s y
p a l i w a ) l u b j e s t w p r o w a d z o n y d o w g l a j a k o z a n i e c z y s z c z e n i e g e o l o g i c z n e ( m o |e w t e d y
s t a n o w i d o 3 0 % m a s y ) . P o p i ó B z a w i e r a A l 2 O 3 , S i O 2 , F e 2 O 3 , C a O , M g O i n i e w i e l k i e i l o [c i
i n n y c h s u b s t a n c j i n i e o r g a n i c z n y c h . B a r d z o n i e k o r z y s t n y m z j a w i s k i e m , k t ó r e m o |e
t o w a r z y s z y s p a l a n i u , j e s t t o p i e n i e l u b s p i e k a n i e p o p i o Bu p r o w a d z c e d o p o w s t a w a n i a s z l a k i
l u b |u |l u z a l e w a j c e g o i b l o k u j c e g o r u s z t p a l e n i s k a .
S p a l a n i e
S p a l a n i e j e s t d y n a m i c z n y m ( n i e r ó w n o w a g o w y m , z a l e |n y m o d c z a s u ) p r o c e s e m
u t l e n i a n i a w k t ó r y m u c z e s t n i c z a t o m y , c z s t e c z k i , r o d n i k i z n a j d u j c e s i w j e d n e j f a z i e l u b
n a g r a n i c y f a z . S z y b k o z a c h o d z c e e g z o t e r m i c z n e r e a k c j e p o w o d u j w y d z i e l a n i e s i e n e r g i i
w p o s t a c i [w i a t Ba ( p o w s t a w a n i e p Bo m i e n i , [w i e c e n i e ) o r a z p o w s t a w a n i e g r a d i e n t ó w b d c y c h
p r z y c z y n p r z e p By w u c i e p Ba i m a s y ( p r z e p By w u i n d y w i d u ó w c h e m i c z n y c h ) , c z y m t Bu m a c z y
s i r u c h l i w o [ p Bo m i e n i .
4
J e [l i i l o [ p a l n e g o g a z u w m i e s z a n i n i e z p o w i e t r z e m ( t l e n e m ) s t o p n i o w o b d z i e
w z r a s t a Ba , t o p o o s i g n i c i u p e w n e g o m i n i m a l n e j w a r t o [c i m i e s z a n i n a t a k a s t a n i e s i p a l n a .
T a m i n i m a l n a z a w a r t o [ p a l i w a n a z y w a n a j e s t d o l n g r a n i c p a l n o [c i . J e [l i z a w a r t o [
p a l i w a g a z o w e g o b d z i e d a l e j z w i k s z a n a , t o p o p r z e k r o c z e n i u p e w n e j w a r t o [c i m i e s z a n i n a
s t a n i e s i n i e p a l n a . J e s t t o g ó r n a g r a n i c a p a l n o [c i . P a r a m e t r y t e s s i l n i e z a l e |n e o d
t e m p e r a t u r y i m w y |s z a j e s t t e m p e r a t u r a m i e s z a n i n y , t y m g ó r n a i d o l n a g r a n i c a s c o r a z
b a r d z i e j o d s i e b i e o d l e g Be . D l a p e w n y c h m i e s z a n i n , w e w n t r z d o l n e j i g ó r n e j g r a n i c y p a l n o [c i
m o |n a w y r ó |n i o b s z a r y w y b u c h o w o [c i - g d y s z y b k o [ r o z p r z e s t r z e n i a n i a s i p Bo m i e n i a
o s i g a s z y b k o [ d e t o n a c j i ( e k s p l o z j i ) . Z a g a d n i e n i e t o z o s t a n i e o m ó w i o n e w d a l s z e j c z [c i .
P Bo m i e D p o w s t a j c y p o d c z a s s p a l a n i a s t e c h i o m e t r y c z n y c h m i e s z a n i n p o w i e t r z a
z o g ó l n i e s t o s o w a n y m i p a l i w a m i o s i g a t e m p e r a t u r d o 2 0 0 0 K . G d y s k Ba d m i e s z a n i n y s i
z m i e n i a d o c h o d z c d o g r a n i c p a l n o [c i , t e m p e r a t u r a p Bo m i e n i a s p a d a d o 1 4 0 0 K .
T a b e l a 1 . T e m p e r a t u r y s p a l a n i a p r z y k Ba d o w y c h g a z ó w .
G a z ( p a l i w o ) U t l e n i a c z U d z i a B p a l i w a / % o b j .
T e m p e r a t u r a / ° C
H 2 p o w i e t r z e 3 1 . 6 2 0 4 5
H 2 O 2 7 8 2 6 6 0
C O p o w i e t r z e 2 0 1 6 5 0
m e t a n p o w i e t r z e 1 0 1 8 7 5
e t a n p o w i e t r z e 5 8 1 8 9 5
p r o p a n p o w i e t r z e 4 , 1 5 1 9 2 5
b u t a n p o w i e t r z e 3 , 2 1 8 9 5
a c e t y l e n p o w i e t r z e 9 2 3 2 5
a c e t y l e n O 2 3 3 3 0 0 7
a m o n i a k p o w i e t r z e 2 1 1 7 0 0
C O + N 2 p o w i e t r z e 4 7 , 3 1 6 7 5
C H 4 + N 2 p o w i e t r z e 1 7 , 5 1 7 2 5
9 C H 4 + H 2 p o w i e t r z e 1 0 , 5 1 8 8 0
S p a l a n i e m u s i b y z a p o c z t k o w a n e ( z a i n i c j o w a n e ) z a p Bo n e m . Z j a w i s k o z a p Bo n u m o |e
b y s a m o r z u t n e , g d y i l o [ c i e p Ba d o p r o w a d z o n e g o l u b w y d z i e l a n e g o w e w n t r z u k Ba d u j e s t
w i k s z a n i | m o |l i w o [ o d p r o w a d z e n i a t e g o c i e p Ba ( m ó w i m y w t e d y o s a m o z a p Bo n i e ) . D r u g i m
r o d z a j e m z a p Bo n u j e s t z a p Bo n p u n k t o w y , g d y p Bo m i e D z o s t a j e z a i n i c j o w a n y w j e d n y m
m i e j s c u ( n p . p r z e z i s k r ) i z t e g o m i e j s c a r o z p r z e s t r z e n i a s i n a r e s z t u k Ba d u .
O g r z e w a n i e c i e c z y p a l n y c h , w t y m p a l i w c i e k By c h ( n a w e t w t e m p e r a t u r z e n i |s z e j o d
t e m p e r a t u r y w r z e n i a ) p r o w a d z i d o z w i k s z o n e g o p a r o w a n i a t y c h c i e c z y , a g d y s o n e
t r u d n o l o t n e , m o |e p r o w a d z i d o w y d z i e l a n i a l o t n y c h , Ba t w o p a l n y c h s u b s t a n c j i p o w s t a By c h z
i c h r o z k Ba d u . T e m p e r a t u r a z a p Bo n u j e s t t o n a j n i |s z a t e m p e r a t u r a , w k t ó r e j b a d a n a s u b s t a n c j a
( o g r z e w a n a w [c i [l e o k r e [l o n y s p o s ó b ) w y d z i e l a i l o [ p r o d u k t ó w g a z o w y c h w y s t a r c z a j c d o
w y t w o r z e n i a z p o w i e t r z e m m i e s z a n i n y z a p a l a j c e j s i p r z y z b l i |e n i u p Bo m i e n i a ( c z y l i
w w y n i k u z a p Bo n u p u n k t o w e g o ) . J e [l i w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h z a p a l o n e p a r y p a l s i
s a m o i s t n i e ( p o o d d a l e n i u p a l n i k a ) p r z e z c o n a j m n i e j 3 s e k u n d y , t o t a k t e m p e r a t u r
n a z y w a m y t e m p e r a t u r p a l e n i a . T e m p e r a t u r a p a l e n i a j e s t z a z w y c z a j o 2 0 - 6 0 ° C w y |s z a o d
t e m p e r a t u r y z a p Bo n u .
W y b u c h y
G d y s z y b k a r e a k c j a e g z o t e r m i c z n a z a c h o d z i w o g r a n i c z o n e j p r z e s t r z e n i i w w y n i k u t e j
r e a k c j i p o w s t a j p r o d u k t y g a z o w e , t o w u k Ba d z i e n a s t p i n a g By ( n i e k o n t r o l o w a n y ) s k o k
c i [n i e n i a n a z y w a n y w y b u c h e m . I l o [ o d p r o w a d z o n e g o c i e p Ba j e s t m n i e j s z a o d i l o [c i
w y d z i e l o n e g o c i e p Ba , c o p o w o d u j e w z r o s t t e m p e r a t u r y i , z g o d n i e z r ó w n a n i e m k i n e t y c z n y m
5
A r r h e n i u s a , p r z y s p i e s z e n i e r e a k c j i . S a m o n a p d z a j c a s i r e a k c j a b d z i e n a s t p o w a Ba c o r a z
s z y b c i e j a | d o m o m e n t u w y c z e r p a n i a s i j e d n e g o w r e a g e n t ó w . W p r z y p a d k u m i e s z a n i n
p o w i e t r z a ( l u b t l e n u ) z w o d o r e m , w g l o w o d o r a m i , p a r a m i s i a r k i , f o s f o r u , d w u s i a r c z k u w g l a
i i n n y c h r o z p u s z c z a l n i k ó w o r g a n i c z n y c h p r o c e s t a k i m a p r z e b i e g Ba Dc u c h o w y i r o d n i k o w y .
T o , c z y m i e s z a n i n a j e s t w y b u c h o w a , z a l e |y o d r o d z a j u s u b s t a n c j i , s k Ba d u m i e s z a n i n y ,
t e m p e r a t u r y i c i [n i e n i a . G r a n i c e w y b u c h o w o [c i ( p a l n o [c i , z a p Bo n u ) s c h a r a k t e r y s t y c z n y m i
c e c h a m i m i e s z a n i n p a l n y c h :
- d o l n a g r a n i c a w y b u c h o w o [c i ( D G W ) t o n a j n i |s z e s t |e n i e p a l i w a w m i e s z a n i n i e
z p o w i e t r z e m / t l e n e m / c z y n n i k i e m u t l e n i a j c y m , p o n i |e j k t ó r e g o n i e j e s t m o |l i w y z a p Bo n
p o d w p By w e m c z y n n i k a i n i c j u j c e g o o r a z d a l s z e s a m o c z y n n e r o z p r z e s t r z e n i a n i e s i
p Bo m i e n i a .
- g ó r n a g r a n i c a w y b u c h o w o [c i ( G G W ) j e s t t o n a j w y |s z e s t |e n i e p a l i w a w m i e s z a n i n i e
z p o w i e t r z e m / t l e n e m / c z y n n i k i e m u t l e n i a j c y m , p o w y |e j k t ó r e g o n i e j e s t m o |l i w y
z a p Bo n m i e s z a n i n y p o d w p By w e m c z y n n i k a i n i c j u j c e g o a n i d a l s z e s a m o c z y n n e
r o z p r z e s t r z e n i a n i e p Bo m i e n i a w o k r e [l o n y c h w a r u n k a c h b a d a n i a .
P o z a t y m i g r a n i c z n y m i s t |e n i a m i s k Ba d n i k ó w p a l n y c h w m i e s z a n i n i e z u t l e n i a c z e m z a p Bo n
m i e s z a n i n y n i e n a s t p i n a w e t , j e [l i zr ó d Bo z a p Bo n u b d z i e m i a Bo n i e s k o Dc z e n i e w i e l k e n e r g i .
S t |e n i o w e g r a n i c e w y b u c h o w o [c i s t o |s a m e z e s t |e n i o w y m i g r a n i c a m i z a p Bo n u .
G r a n i c e w y b u c h o w o [c i s z a l e |n e o d c i [n i e n i a i t e m p e r a t u r y , m o |n a z a t e m m ó w i
o t e m p e r a t u r o w y c h i c i [n i e n i o w y c h g r a n i c a c h w y b u c h o w o [c i . W y k r e s o b s z a r u
w y b u c h o w o [c i m i e s z a n i n w o d o r u i p o w i e t r z a p r z e d s t a w i o n y j e s t n a R y s u n k u 2 . P a r a m e t r y
w y b u c h o w o [c i c h a r a k t e r y z u j c e w y b r a n e g a z y p a l n e o r a z r o z p u s z c z a l n i k i o r g a n i c z n e
p r z e d s t a w i o n o w T a b e l a c h 2 i 3 .
e n e r g i a i s k r y e l e k t r y c z n e j
O B S Z A R W Y B U C H O W O S C I
m i n i m a l n a e n e r g i a z a p l o n u
Z 1
Z 1
0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
% o b j .
H 2 w p o w i e t r z u
p e l n y z a k r e s w y b u c h o w o s c i
V d
V g
R y s u n e k 2 . Z a l e |n o [ e n e r g i i z a p Bo n o w e j o d s k Ba d u m i e s z a n i n y n a p r z y k Ba d z i e m i e s z a n i n w o d o r u z p o w i e t r z e m :
Z 1 m i n i m a l n a e n e r g i a z a p Bo n u , E m i n = 0 , 0 1 9 m J , V d d o l n a g r a n i c a w y b u c h o w o [c i , V g g ó r n a g r a n i c a
w y b u c h o w o [c i .
6
T a b e l a 2 . W a r t o [c i d o l n e j ( D G W ) i g ó r n e j ( G G W ) g r a n i c y w y b u c h o w o [c i m i e s z a n i n g a z ó w
p a l n y c h z p o w i e t r z e m i z t l e n e m .
G a z % g a z u w p o w i e t r z u % g a z u w t l e n i e
D G W G G W D G W G G W
W o d ó r 4 , 1 7 4 , 2 4 , 0 9 4 , 0
T l e n e k w g l a 1 2 , 5 7 4 , 2 1 5 , 5 9 4 , 0
M e t a n 5 , 3 1 4 , 0 5 , 1 6 1 , 0
E t a n 3 , 2 1 2 , 5 3 , 0 6 6 , 0
P r o p a n 2 , 4 9 , 5 2 , 3 5 5 , 0
B u t a n 1 , 9 8 , 4 1 , 8 4 8 , 0
A c e t y l e n 2 , 5 8 0 , 0 2 , 5 9 8 , 0
G a z k o k s o w n i c z y 5 , 6 3 1 , 0 - - - - - -
G a z w o d n y 6 , 2 7 2 , 0 - - - - - -
G a z z i e m n y 4 , 5 1 7 , 0 - - - - - -
G a z m i e j s k i 3 5 , 0 7 4 , 0 - - - - - -
T a b e l a 3 . P a r a m e t r y c h a r a k t e r y z u j c e w y b r a n e r o z p u s z c z a l n i k i o r g a n i c z n e .
t e m p . D G W * G G W * m i n i m a l n a m a k s y m a l n e G r u p a
z a p Bo n u t e m p . c i [n i e n i e W y b u c h o w o [c i
s a m o z a p Bo n u w y b u c h u
k P a
° C ° C
e t a n o l 1 1 3 , 1 2 0 4 2 5 6 3 4 I I A
m e t a n o l 1 1 5 , 5 3 6 , 5 4 7 0 6 2 5 I I A
a c e t o n - 1 9 2 , 1 1 3 5 4 0 7 7 2 I I A
i z o p r o p a n o l 1 2 2 , 0 1 2 4 0 0 I I A
d i c h l o r o m e t a n 1 3 1 8 6 6 0 I I A
m e t y l o a m i n a - 1 7 , 8 4 , 9 2 0 , 7 4 3 0 I I A
t o l u e n 4 1 , 3 7 5 7 0 5 6 6 I I A
e t e r e t y l o w y - 4 0 1 , 6 4 8 1 6 0 8 0 1 I I B
o c t a n e t y l u - 4 2 , 2 1 1 , 5 4 6 0 7 5 2 I I A
d i o k s a n 1 2 2 2 2 1 8 0 I I B
* W a r t o [c i d o l n e j ( D G W ) i g ó r n e j ( G G W ) g r a n i c y w y b u c h o w o [c i .
G d y c e l e m s p a l a n i a j e s t u z y s k a n i e c i e p Ba p r o c e s o d b y w a s i w p i e c a c h l u b k o t Ba c h .
E n e r g i a c i e p l n a m o |e b y n a s t p n i e z a m i e n i o n a w p r a c m e c h a n i c z n n p . w t u r b i n a c h
p a r o w y c h . B a r d z i e j b e z p o [r e d n i m , e f e k t y w n i e j s z y m s p o s o b e m z a m i a n y e n e r g i i c h e m i c z n e j
n a p r a c m e c h a n i c z n j e s t z a s t o s o w a n i e s i l n i k ó w s p a l i n o w y c h ( d o k Ba d n i e j : s i l n i k ó w
c i e p l n y c h o s p a l a n i u w e w n t r z n y m ) . W s i l n i k a c h t Bo k o w y c h e n e r g i a w y d z i e l o n a p o d c z a s
s p a l a n i a z a m i e n i a n a j e s t w p r a c t Bo k a l u b t Bo k ó w p o r u s z a j c y c h s i w c y l i n d r z e ( c y l i n d r a c h ) .
R u c h t e n z a m i e n i a n y j e s t n a m o m e n t o b r o t o w y w a Bu k o r b o w e g o .
W s i l n i k a c h o z a p Bo n i e i s k r o w y m ( R y s u n e k 3 ) s p a l a n i e z a i n i c j o w a n e j e s t i s k r
[w i e c y z a p Bo n o w e j . P a l i w a m i s t o s o w a n y m i w t e g o t y p u s i l n i k a c h m o g b y g a z z i e m n y ,
l e k k i e f r a k c j e r o p y n a f t o w e j ( g a z p By n n y , b e n z y n a , e t y l i n a ) a t a k |e Ba t w o p a l n e i l o t n e
7
s u b s t a n c j e o r g a n i c z n e ( n p . m e t a n o l , e t a n o l ) . S i l n i k i i s k r o w e m a j l e k k i n i e s k o m p l i k o w a n
k o n s t r u k c j , Ba t w o u z y s k u j w y s o k i e o b r o t y , u z y s k u j w y s o k m o c , s Ba t w e w r o z r u c h u .
s w i e c a
w l o t w y l o t
k o m o r a
s p a l a n i a
t l o k
w a l k o r b o w y
p i e r w s z y s u w d r u g i s u w
t r z e c i s u w c z w a r t y s u w
( s s a n i e ) ( s p r e z a n i e )
( p r a c a - s u w r o b o c z y ) ( w y d e c h )
R y s u n e k 3 . S c h e m a t d z i a Ba n i a c z t e r o s u w o w e g o s i l n i k a z z a p Bo n e m i s k r o w y m
3
3 , 0
2 , 5
Q d
2 , 0
2
1 , 5
1 , 0
0 , 5
4
1
0 , 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8
s t o s u n e k o b j e t o s c i V / V 2
R y s u n e k 4 . O b i e g p o r ó w n a w c z y s i l n i k a z z a p Bo n e m i s k r o w y m ( w g S p a l a n i e i p a l i w a p r a c a z b i o r o w a p o d r e d . J .
K o r d y l e w s k i e g o , O f i c y n a W y d a w n i c z a P o l i t e c h n i k i W r o c Ba w s k i e j , W r o c Ba w 2 0 0 5 . )
S p r a w n o [ s i l n i k a , ·, o d n o s i s i d o i l o [c i p r a c y u |y t e c z n e j d W j a k m o |e m y u z y s k a
z o k r e [l o n e j i l o [c i d o s t a r c z o n e g o c i e p Ba d Q h . P o n i e w a | p r a c a u |y t e c z n a ( d W = - p d v ) j e s t
r ó |n i c m i d z y c i e p Be m p o b r a n y m ( d Q h < 0 ) a c i e p Be m o d d a n y m ( d Q c > 0 ) , t o :
- d W - d Q h - d Q c d Q c d Q c
· = = = 1 - = 1 +
- d Q h - d Q h - d Q h d Q h
S p r a w n o [ t Bo k o w e g o s i l n i k a s p a l i n o w e g o o z a p Bo n i e i s k r o w y m w y r a |a s i w z o r e m :
· = 1 - µ1 - º
g d z i e µ t o s t o p i e D s p r |a n i a ( s t o s u n e k o b j t o [c i c y l i n d r a d o o b j t o [c i s z k o d l i w e j V 1 / V 2 , z o b .
R y s u n e k 4 , p o z y c j a 1 i 2 , ) a º = C p / C v . S t o p i e D s p r |a n i a w s i l n i k a c h s p a l i n o w y c h w y n o s i
o d 8 : 1 d o 1 1 : 1 , a l e p o w y |e j 8 . 5 : 1 m o |e w y s t p o w a s p a l a n i e s t u k o w e ( o p r z e b i e g u
8
w y b u c h o w y m ) p r o w a d z c e d o n i s z c z e n i a t Bo k a , p i e r [c i e n i a i Bo |y s k . S p a l a n i e s t u k o w e j e s t
s p o w o d o w a n e s a m o z a p Bo n e m m i e s z a n k i i e f e k t t e n j e s t n a j s i l n i e j s z y d l a s t e c h i o m e t r y c z n e g o
s k Ba d u m i e s z a n k i p a l i w a z p o w i e t r z e m . M i a r o d p o r n o [c i n a s p a l a n i e d e t o n a c y j n e p a l i w a
s i l n i k o w e g o d l a s i l n i k ó w z z a p Bo n e m i s k r o w y m j e s t L i c z b a O k t a n o w a ( L O ) . J e s t t o
p a r a m e t r r ó w n y p r o c e n t o w e j z a w a r t o [c i i z o o k t a n u ( c z y l i 2 , 2 , 4 - t r i m e t y l o p e n t a n u )
w m i e s z a n i n i e n - h e p t a n / i z o o k t a n , k t ó r a w y w o Bu j e i d e n t y c z n l i c z b s t u k ó w w s i l n i k u
t e s t o w y m j a k a n a l i z o w a n e p a l i w o . D l a p a l i w s i l n i k o w y c h L O m i e [c i s i w g r a n i c a c h 8 0 - 9 8
i t a k a w a r t o [ L O j e s t u z y s k i w a n a d z i k i d o d a w a n i u s k Ba d n i k ó w a n t y s t u k o w y c h , j a k i m i b y By
k i e d y [ z w i z k i o Bo w i o o r g a n i c z n e ( t e t r a e l y l o o Bó w ) . D z i [ w t z w . b e n z y n a c h b e z o Bo w i o w y c h s
s t o s o w a n e a l k o h o l e ( m e t a n o l , e t a n o l , t e r t - b u t a n o l ) i e t e r y ( e t e r m e t y l o w o - t e r t - b u t y l o w y l u b
e t e r t e r t - a m y l o w o - m e t y l o w y ) , k t ó r y c h i l o [, r e g u l o w a n a n o r m a m i , m o |e d o c h o d z i d o 1 0 % .
D z i a Ba n i e [r o d k ó w a n t y s t u k o w y c h p o l e g a n a t Bu m i e n i u n i e k o n t r o l o w a n e g o s p a l a n i a p o p r z e z
w p r o w a d z e n i e d o u k Ba d u r o d n i k ó w , k t ó r e w s p o s ó b n i e d e t o n a c y j n y i n i c j u j p r o c e s s p a l a n i a
w n i |s z e j t e m p e r a t u r z e , a j e d n o c z e [n i e r e k o m b i n u j z n a d m i a r e m r o d n i k ó w g e n e r o w a n y c h
s p o n t a n i c z n i e w c z a s i e s a m o z a p Bo n u .
W a d a m i s i l n i k ó w i s k r o w y c h j e s t m n i e j s z a s p r a w n o [ i m n i e j s z a t r w a Bo [ o d s i l n i k ó w
s a m o c z y n n y c h , z w a n y c h s i l n i k a m i w y s o k o p r |n y m i l u b s i l n i k a m i D i e s l a . S i l n i k i
w y s o k o p r |n e r ó w n i e | s s i l n i k a m i t Bo k o w y m i o s p a l a n i u w e w n t r z n y m , a l e z a p Bo n
m i e s z a n k i p a l i w o - p o w i e t r z e n a s t p u j e w w y n i k u p r z e k r o c z e n i a t e m p e r a t u r y z a p Bo n u .
S c h e m a t s i l n i k a w y s o k o p r |n e g o p r z e d s t a w i o n y j e s t n a R y s u n k u 5 A .
o l e j
Q d
s w i e c a z a r o w a
2
3
w y l o t
4
w s t e p n a k o m o r a 3
s p a l a n i a
t l o k
k o m o r a
2
s p a l a n i a
1
4
1
0
w a l k o r b o w y
1 5 1 0 1 5
s t o s u n e k o b j e t o s c i V / V 2
A ) B )
R y s u n e k 5 . A ) S c h e m a t s i l n i k a z s a m o c z y n n y m z a p Bo n e m o r a z B ) O b i e g s i l n i k a D i e s l a ( w g S p a l a n i e i p a l i w a
p r a c a z b i o r o w a p o d r e d . J . K o r d y l e w s k i e g o , O f i c y n a W y d a w n i c z a P o l i t e c h n i k i W r o c Ba w s k i e j , W r o c Ba w 2 0 0 5 ) .
W t y m s i l n i k u , p o z a s s a n i u p o w i e t r z a n a s t p u j e j e g o s p r |a n i e . W c z a s i e t e g o p r o c e s u s i l n i e
w z r a s t a t e m p e r a t u r a . S t o p i e D s p r |a n i a µ w s i l n i k a c h w y s o k o p r |n y c h w y n o s i o d 1 4 : 1 d o
2 3 : 1 . W m o m e n c i e o s i g n i c i a p r z e z t Bo k g ó r n e g o p o Bo |e n i a , n a s t p u j e w t r y s k , r o z p y l e n i e i
n a t y c h m i a s t o w e o d p a r o w a n i e p a l i w a , k t ó r e w k o n t a k c i e z g o r c y m p o w i e t r z e m u l e g a
z a p Bo n o w i . T Bo k p r z e s u w a s i w d ó B i g d y o s i g n i e p u n k t d o l n e g o m a r t w e g o p o Bo |e n i a ,
o t w i e r a s i z a w ó r w y l o t o w y i s p a l i n y w y l a t u j z c y l i n d r a .
S p r a w n o [ s i l n i k a w y s o k o p r |n e g o o p i s a n a j e s t w z o r e m :
µ1 - º Õº - 1
· = 1 -
º Õ - 1
9
g d z i e Õ t o s t o p i e D o b c i |e n i a s i l n i k a ( s t o s u n e k o b j t o [c i V 3 / V 2 , z o b . R y s u n e k 5 B , o b j t o [c i
o d p o w i a d a j c e p o z y c j o m 3 i 2 ) . S i l n i k w y s o k o p r |n y p r a c u j e z w i k s z y m s t o p n i e m s p r |a n i a
( µ) n i | s i l n i k i s k r o w y , d l a t e g o j e g o s p r a w n o [ j e s t w y |s z a n i | s p r a w n o [ s i l n i k a i s k r o w e g o .
I n n y m i z a l e t a m i s i l n i k ó w w y s o k o p r |n y c h s m n i e j s z a a w a r y j n o [ i w i k s z a t r w a Bo [ s i l n i k a ,
o s i g a n i e w i k s z e j m o c y i w i k s z e j w a r t o [c i m o m e n t u o b r o t o w e g o . W a d a m i s i l n i k ó w
w y s o k o p r |n y c h w p o r ó w n a n i u z i s k r o w y m i s w i k s z e k o s z t y p r o d u k c j i , w i k s z a m a s a
s i l n i k ó w w y s o k o p r |n y c h , w i k s z a e m i s j a t l e n k ó w a z o t u i c z s t e k s t a By c h , t r u d n i e j s z y
r o z r u c h w n i |s z y c h t e m p e r a t u r a c h .
P o n i e w a | i n n y j e s t m e c h a n i z m d z i a Ba n i a o r a z w a r u n k i p a n u j c e w s i l n i k a c h i s k r o w y c h
i w y s o k o p r |n y c h , i n n e s r ó w n i e | s t o s o w a n e p a l i w a . Z a m i a s t b e n z y n s t o s o w a n e s w y |s z e
f r a k c j e d e s t y l a c j i r o p y n a f t o w e j - o l e j n a p d o w y i m a z u t . P o d s t a w o w y m p a r a m e t r e m
c h a r a k t e r y z u j c y m p a l i w a d o s i l n i k ó w w y s o k o p r |n y c h j e s t p a r a m e t r o k r e [l a j c y z d o l n o [
d o s a m o z a p Bo n u - l i c z b a c e t a n o w a , L C . N a j l e p i e j p r a c u j s i l n i k i z z a p Bo n e m s a m o c z y n n y m .
L C j e s t w y z n a c z a n a p r z e z p o r ó w n a n i e c z a s u z a p Bo n u p a l i w a w z o r c o w e g o i a n a l i z o w a n e g o
o l e j u n a p d o w e g o . P a l i w e m w z o r c o w y m j e s t m i e s z a n k a c e t a n u ( h e k s a d e k a n u , C 1 6 H 3 4 , d l a
k t ó r e g o L C = 1 0 0 ) - p o s i a d a j c e g o b a r d z o k r ó t k i c z a s z a p Bo n u i ±- m e t y l o n a f t a l e n u . C z y s t y
c e t a n m a L C = 1 0 0 , n a t o m i a s t m i e s z a n k a c e t a n u z ±- m e t y l o n a f t a l e n e m ( 1 : 1 ) m a L C = 5 0 .
N i e r o z g a Bz i o n e w g l o w o d o r y n a s y c o n e ( p a r a f i n o w e ) c h a r a k t e r y z u j s i l i c z b c e t a n o w o d
7 0 d o 1 1 0 , g o r s z e w Ba [c i w o [c i m a j w g l o w o d o r y p a r a f i n o w e r o z g a Bz i o n e ( 2 0 < L C < 7 0 ) , a
l i c z b a c e t a n o w a w g l o w o d o r ó w a r o m a t y c z n y c h w y n o s i o d 0 d o 6 0 . O g ó l n i e , l |e j s z e f r a k c j e
r o p y n a f t o w e j m a j n i |s z l i c z b c e t a n o w o d f r a k c j i w y |s z y c h ( a l e i c h n i e w i e l k a z a w a r t o [
j e s t k o r z y s t n a p o d c z a s r o z r u c h u s i l n i k a w y s o k o p r |n e g o ) . M i n i m a l n a w a r t o [ L C o k r e [l o n a
p o l s k i m i n o r m a m i j e s t r ó w n a 5 1 . O p r ó c z l i c z b y c e t a n o w e j i s t o t n e s t e | w Ba [c i w o [c i s m a r n e
p a l i w a ( o l e j u ) d o s i l n i k ó w w y s o k o p r |n y c h .
1 0
B I O P A L I W A
O d c z a s u k r y z y s u e n e r g e t y c z n e g o w l a t a c h s i e d e m d z i e s i t y c h X X w i e k u p o s z u k i w a n e
s n o w e zr ó d Ba e n e r g i i b d c e a l t e r n a t y w w s t o s u n k u d o d o m i n u j c y c h o b e c n i e p a l i w
k o p a l n y c h ( r o p y n a f t o w e j , g a z u z i e m n e g o i w g l a k a m i e n n e g o ) . I l o [ p a l i w k o p a l n y c h
o s z a c o w a n a n a p o d s t a w i e w s z e l k i c h z n a n y c h d o t d z Bó | z a w a r t a j e s t w T a b e l i 1 .
T a b e l a 4 . Zw i a t o w e z a p a s y p a l i w k o p a l n y c h ( n a p o d s t . S . E . M a n a h a n : E n v i r o n m e n t a l C h e m i s t r y ,
B r o k s / C o l e P u b l i s h i n g C o m p a n y , 1 9 8 4 ) .
N a z w a p a l i w a S z a c o w a n a i l o [ W a r t o [ e n e r g i i
Bu p k i b i t u m i c z n e ( s h a l e o i l ) 3 0 × 1 0 1 2 l i t r ó w 0 , 3 2 × 1 0 1 5 k W h
r o p o n o [n y p i a s e k b i t u m i c z n y ( t a r - s a n d o i l ) 4 8 × 1 0 1 2 l i t r ó w 0 , 5 1 × 1 0 1 5 k W h
r o p a n a f t o w a ( l i q u i d p e t r o l e u m ) 3 2 × 1 0 1 4 l i t r ó w 3 , 2 5 × 1 0 1 5 k W h
g a z z i e m n y ( n a t u r a l g a s ) 2 , 8 × 1 0 1 4 m 3 2 , 9 × 1 0 1 5 k W h
w g i e l k a m i e n n y i b r u n a t n y ( c o a l a n d l i g n i t e ) 7 , 6 × 1 0 1 2 t o n 5 5 , 9 × 1 0 1 5 k W h
P a l i w a k o p a l n e n a l e | d o t z w . n i e o d n a w i a l n y c h zr ó d e B e n e r g i i , c o o z n a c z a , |e
w p r z y s z Bo [c i b d z i e i c h c o r a z m n i e j , a | c o c a Bk o w i t e g o w y c z e r p a n i a s i z Bó |. R o s n c e c e n y
p a l i w o r a z z m i a n y k l i m a t y c z n e z w i z a n e z i c h i n t e n s y w n e k s p l o a t a c j s p r z y c z y n
p o s z u k i w a D a l t e r n a t y w n y c h zr ó d e B e n e r g i i o r a z b a d a D n a d m o |l i w o [c i a m i z w i k s z e n i a
w y k o r z y s t a n i a e n e r g i i o d n a w i a l n e j , d o k t ó r e j z a l i c z a n e s :
" e l e k t r o w n i e w o d n e
" e l e k t r o w n i e w i a t r o w e
" e l e k t r o w n i e g e o t e r m a l n e
" e l e k t r o w n i e p By w o w e
" e l e k t r o w n i e s Bo n e c z n e
" u r z d z e n i a f o t o w o l t a i c z n e
" b i o g a z w p r o c e s a c h k o g e n e r a c j i 1
" b i o m a s a w p r o c e s a c h k o g e n e r a c j i
" w y k o r z y s t a n i e c i e p Ba w u r z d z e n i a c h s o l a r n y c h
" s i l n i k i n a o l e j r o [l i n n y
" u r z d z e n i a n a b i o d i e s e l
" p a l i w o b i o g a z o w e z f e r m e n t a c j i c a By c h r o [l i n
" n o w e b i o p a l i w a
" p a s y w n e w y k o r z y s t a n i e e n e r g i i s Bo n e c z n e j
" n o w e t e c h n o l o g i e s o l a r n e
E n e r g i a w y s t p u j e p o d w i e l o m a p o s t a c i a m i , k t ó r e m o g p r z e c h o d z i j e d n a w d r u g .
K o n w e r s j a e n e r g i i e l e k t r y c z n e j w e n e r g i [w i e t l n d o k o n y w a n a w l a m p a c h |a r o w y c h
z a c h o d z i z w y d a j n o [c i 5 % n a t o m i a s t p o z o s t a Be 9 5 % t o s t r a t y c i e p l n e . S p r a w n o [ e l e k t r o w n i
w g l o w y c h ( w g i e l ’!p a r a ’!e l e k t r y c z n o [) w y n o s i o k o Bo 4 0 % . S p r a w n o [ k o n w e r s j i e n e r g i i
c i e p l n e j w m e c h a n i c z n , k t ó r a z a c h o d z i w t u r b i n a c h p a r o w y c h , o p i s a n a j e s t z g o d n i e
z C y k l e m C a r n o t a i d r u g z a s a d t e r m o d y n a m i k i j a k o n i e r ó w n o [:
1
K o g e n e r a c j a c z y l i s k o j a r z o n a g o s p o d a r k a e n e r g e t y c z n a ( C H P - C o m b i n e d H e a t a n d P o w e r ) p o l e g a n a
t a k i m z a p r o j e k t o w a n i u p r o c e s u t e c h n o l o g i c z n e g o , a b y n a s t p o w a Bo j e d n o c z e s n e w y t w a r z a n i e k i l k u r o d z a j ó w
e n e r g i i , n p . e n e r g i i e l e k t r y c z n e j o r a z c i e p l n e j ( w e l e k t r o c i e p Bo w n i a c h ) . P r o c e s t a k i j e s t b a r d z i e j o s z c z d n y
w p o r ó w n a n i u z o s o b n o p r o w a d z o n y m w y t w a r z a n i e m c i e p Ba ( c i e p Bo w n i a ) i e l e k t r y c z n o [c i ( e l e k t r o w n i a ) .
1 1
W T - T ' T '
· = d" = 1 -
Q T T
s k d w y n i k a , |e s p r a w n o [ j e s t z a l e |n a o d t e m p e r a t u r y p o c z t k o w e j ( T ) i k o Dc o w e j ( T ) .
T y p o w y p a r o w y s i l n i k t u r b i n o w y d z i a Ba d l a z a k r e s u t e m p e r a t u r T = 8 1 0 K i T = 3 3 0 K , c z y l i
j e g o m a k s y m a l n a t e o r e t y c z n a s p r a w n o [ w y n i e s i e 5 9 % . N a p o c z t k u X X w i e k u t e m p e r a t u r a
w y t w a r z a n e j p a r y w y n o s i Ba 5 5 0 K , c z y l i m a k s y m a l n a s p r a w n o [ b y Ba r ó w n a 4 0 % ( s p r a w n o [
c a Bk o w i t a w y n o s i Ba k i l k a p r o c e n t ! ) . W e w s p ó Bc z e s n y c h e l e k t r o w n i a c h , s t o s u j c y c h n o w e ,
t r w a l s z e m a t e r i a By k o n s t r u k c y j n e , t e m p e r a t u r a p a r y d o c h o d z i d o o k . 8 3 0 K . S t r a t y c i e p l n e i
w a h a n i a t e m p e r a t u r y p o w o d u j d a l s z y s p a d e k s p r a w n o [c i p r z e k s z t a Bc a n i a e n e r g i i c i e p l n e j
w m e c h a n i c z n d o 4 7 % a p o u w z g l d n i e n i u e t a p u w y t w a r z a n i a g o r c e j , s p r |o n e j p a r y
( e n e r g i a c h e m i c z n a ’!p a r a ) c a Bk o w i t a s p r a w n o [ s p a d a d o 4 0 % .
S p r a w n o [ e l e k t r o w n i j d r o w y c h j e s t o g r a n i c z o n a m a k s y m a l n o s i g a l n t e m p e r a t u r
( r d z e D r e a k t o r a n i e m o |e p r z e k r o c z y p e w n e j t e m p e r a t u r y , z a z w y c z a j 6 2 0 K ) i d l a t e g o
s p r a w n o [ k o n w e r s j i e n e r g i i j d r o w e j w e l e k t r y c z n w y n o s i o k o Bo 3 0 % . S t r a t y e n e r g i i ( 6 0 %
w e l e k t r o w n i k o n w e n c j o n a l n e j i 7 0 % w e l e k t r o w n i j d r o w e j ) s r o z p r a s z a n e , p r z y c z y n i a j c
s i d o o g r z e w a n i a a t m o s f e r y ( j e s t t o t z w . z a n i e c z y s z c z e n i e c i e p l n e t h e r m a l p o l l u t i o n ) .
W X X w i e k u s p r a w n o [ e l e k t r o w n i w g l o w y c h w z r o s Ba o d 4 d o 4 0 % , z k o l e i z a m i a n a
l o k o m o t y w p a r o w y c h n a s p a l i n o w e ( s i l n i k i D i e s l a ) p r z y c z y n i Ba s i d o c z t e r o k r o t n e g o w z r o s t u
s p r a w n o [c i z a m i a n y e n e r g i i c h e m i c z n e j n a m e c h a n i c z n . W y d a j n o [ k o n w e r s j i k i l k u
r o d z a j ó w e n e r g i i p r z e d s t a w i o n a j e s t w T a b e l i 5 . C i g Be s t r a t y e n e r g i i s b a r d z o d u |e
w p o r ó w n a n i u z i l o [c i w y t w a r z a n e j e n e r g i i . P r o b l e m t e n d o t y c z y z a r ó w n o s p o s o b ó w
w y t w a r z a n i a e n e r g i i i s p o s o b ó w j e j k o n w e r s j i w u r z d z e n i a c h s t o s o w a n y c h p r z e z c z Bo w i e k a ,
j a k i d o s t p u d o r ó |n y c h zr ó d e B e n e r g i i a t a k |e m i n i m a l i z o w a n i a z a n i e c z y s z c z e D
p o w s t a j c y c h p o d c z a s p r o c e s u k o n w e r s j i .
T a b e l a 5 . P r z y k Ba d y k o n w e r s j i e n e r g i i .
E N E R G I A [w i e t l n a c h e m i c z n a c i e p l n a m e c h a n i c z n a e l e k t r y c z n a k i n e t y c z n a
[w i e t l n a -
µ!o g n i w o
f o t o s y n t e z a ,
s Bo n e c z n e
W < 0 , 6 %
W = 1 0 %
µ!|a r ó w k a ,
W = 4 %
c h e m i c z n a -
c h e m i l u m i D o m o w y a k u m u l a t o r
n e s c e n c j a p i e c
g a z o w y ,
W = 8 5 %
c i e p l n a - T u r b i n a t e r m o p a r a ,
p a r o w a W = 7 %
µ!G r z a Bk a
e l e k t r y c z n a
W = 1 0 0 %
m e c h a n i c z n a - G e n e r a t o r
p r d u , W = 9 8 % S i l n i k
o d r z u t o w y
e l e k t r y c z n a B o j l e r S i l n i k -
p a r o w y , e l e k t r y c z n y , g e n e r a t o r
W = 8 8 % W = 6 0 - 9 0 % p r d u w k o l e
z a m a c h o w y m
k i n e t y c z n a -
1 2
Z g o d n i e z d y r e k t y w a m i U n i i E u r o p e j s k i e j ( d y r e k t y w a n r 3 0 / 2 0 0 3 / E C ) u d z i a B p a l i w
a l t e r n a t y w n y c h p o w i n i e n s y s t e m a t y c z n i e w z r a s t a o d 2 % w 2 0 0 5 r o k u d o 5 . 7 5 % w 2 0 1 0
i 1 0 % w 2 0 2 0 r o k u . W y k o r z y s t a n i e e l e k t r o w n i w o d n y c h , s Bo n e c z n y c h , p By w o w y c h ,
w i a t r o w y c h i g e o t e r m a l n y c h z a l e |n e j e s t o d u w a r u n k o w a D g e o g r a f i c z n o - g e o l o g i c z n y c h i n i e
z a w s z e j e s t o p Ba c a l n e . P o d o b n i e , s t o s o w a n i e z a a w a n s o w a n y c h t e c h n o l o g i i w c e l u
w y k o r z y s t a n i a e f e k t u f o t o w o l t a i c z n e g o n i e o s i g n Bo j e s z c z e p r o g u o p Ba c a l n o [c i
p o z w a l a j c e g o n a w y k o r z y s t a n i e t y c h zr ó d e B e n e r g i i n a d u | s k a l . W k r a j a c h l e |c y c h
w u m i a r k o w a n e j s t r e f i e k l i m a t y c z n e j p o w s z e c h n i e d o s t p n y m s u r o w c e m e n e r g e t y c z n y m j e s t
b i o m a s a . P o j c i e b i o m a s y d e f i n i o w a n e j e s t w r ó |n y s p o s ó b .
W e d Bu g d e f i n i c j i 1 s t o b i o d e g r a d o w a l n e f r a k c j e p r o d u k t ó w , o d p a d ó w i p o z o s t a Bo [c i
z p r z e m y s Bu r o l n o - s p o |y w c z e g o ( w t y m s u b s t a n c j e p o c h o d z e n i a r o [l i n n e g o i z w i e r z c e g o ) ,
z l e [n i c t w a i p r z e m y s Bu p o c h o d n e g o , a t a k |e b i o d e g r a d o w a l n e f r a k c j e o d p a d ó w k o m u n a l n y c h
i p r z e m y s Bo w y c h .
W e d Bu g d e f i n i c j i 2 s t o w s z e l k i e g o t y p u s u b s t a n c j e b d c e e f e k t e m n a t u r a l n y c h p r o c e s ó w
b i o l o g i c z n y c h i b i o c h e m i c z n y c h z a c h o d z c y c h w p r z y r o d z i e , s t a n o w i c e p o t e n c j a l n e zr ó d Ba
e n e r g i i o [c i [l e o k r e [l o n y c h a p l i k a c j a c h .
W y d a j n o [ k o n w e r s j i e n e r g i i s Bo n e c z n e j p r z e z r o [l i n y n i e j e s t d u |a i z a z w y c z a j
w y n o s i k i l k a n a [c i e s e t n y c h p r o c e n t a ( w t r z c i n i e c u k r o w e j s p r a w n o [ k o n w e r s j i o s i g a
m a k s y m a l n w a r t o [ 0 . 6 % ) , j e d n a k w n a t u r z e s k a l a p r o d u k c j i b i o m a s y j e s t t a k w i e l k a , |e
p o t e n c j a l n i e j e s t o n a n a j w i k s z y m zr ó d Be m e n e r g i i .
P o d s t a w o w y m o d n a w i a l n y m s u r o w c e m j e s t d r e w n o j e s t t o s u r o w i e c , k t ó r y w 7 5 %
s k Ba d a s i z p o l i s a c h a r y d ó w , w t y m c e l u l o z y , i m o |n a z n i e g o w y e k s t r a h o w a m . i n . t a n i n y ,
p i g m e n t y , t e r p e n y , c u k r y , s k r o b i , p e k t y n y , |y w i c e , s u b s t a n c j e k l e j c e , w g l o w o d o r y , k w a s y
k a r b o k s y l o w e , s t e r o i d y , e t e r y , t Bu s z c z e i w o s k i . D r e w n o j e s t w y k o r z y s t y w a n e n a w i e l k s k a l
d o p r o d u k c j i c a Be g o s z e r e g u i n n y c h u |y t e c z n y c h p r o d u k t ó w - d e s e k , s k l e j e k , p By t w i ó r o w y c h ,
p a p i e r u , m e t a n o l u , c e l o f a n u , t w o r z y w s z t u c z n y c h , s z t u c z n e g o j e d w a b i u , o l e j k ó w
t e r p e n o w y c h . M e t a n o l z w a n y j e s t a l k o h o l e m d r z e w n y m , p o n i e w a | w p r z e s z Bo [c i w i k s z o [
t e g o z w i z k u o t r z y m y w a n a b y Ba w w y n i k u p i r o l i z y ( s u c h e j d e s t y l a c j i ) d r e w n a .
W s p o Be c z e Ds t w a c h o m n i e j s z y m s t o p n i u u p r z e m y s Bo w i e n i a s p a l a n i e d r e w n a n a d a l j e s t
p o d s t a w o w y m zr ó d Be m e n e r g i i c i e p l n e j .
P a l i w a w y t w o r z o n e z b i o m a s y n a z y w a n e s b i o p a l i w a m i . P o d o b n i e j a k b i o m a s a ,
b i o p a l i w a z a l i c z a n e s d o o d n a w i a l n y c h zr ó d e B e n e r g i i . S t o s o w a n i e b i o p a l i w j a k o d o m i e s z e k
d o p a l i w k o p a l n y c h p o w o d u j e z m n i e j s z e n i e z u |y c i a r o p y o r a z p r z y c z y n i a s i d o b a r d z i e j
k o r z y s t n e g o z b i l a n s o w a n i a d w u t l e n k u w g l a w s k a l i g l o b a l n e j , p o n i e w a | d w u t l e n e k w g l a
u w a l n i a n y w c z a s i e s p a l a n i a p o c h o d z i z b i o m a s y , k t ó r a w c z e [n i e j t s a m i l o [ C O 2 z w i z a Ba
w p r o c e s i e f o t o s y n t e z y . P o n a d t o , w p o r ó w n a n i u z e k s p l o a t a c j p a l i w k o p a l n y c h , u |y c i e
b i o p a l i w z m n i e j s z a i l o [ w y d z i e l o n y c h d o a t m o s f e r y t l e n k ó w s i a r k i i a z o t u . C h o c i a | d o g r u p y
b i o p a l i w s t a By c h z a l i c z a m y t a k i e r o d z a j e b i o m a s y j a k n p . z b r y k i e t o w a n l u b g r a n u l o w a n
s Bo m , t r o c i n y i i n n e p r z e t w o r z o n e o d p a d y r o [l i n n e , t o w d a l s z e j c z [c i z a j m i e m y s i t y l k o
b i o p a l i w a m i c i e k By m i i g a z o w y m i .
P o w s z e c h n i e s t o s o w a n e b i o p a l i w a c i e k Be t o b i o e t a n o l w m i e s z a n k a c h z b e n z y n
s i l n i k o w , b i o d i e s e l z a w i e r a j c y e s t r y m e t y l o w e w m i e s z a n k a c h z o l e j e m n a p d o w y m ,
b i o m e t a n o l ( j a k o k o m p o n e n t b d z p a l i w o o t r z y m a n e z b i o m a s y ) , b i o E T B E o t r z y m a n y
z b i o e t a n o l u ( E T B E : E t h y l t e r t - B u t y l E t h e r ) , b i o M T B E o t r z y m a n y z b i o m e t a n o l u ( M T B E :
M e t h y l t e r t - B u t y l E t h e r ) o r a z c z y s t e o l e j e r o [l i n n e s p e Bn i a j c e w y m a g a n i a u m o |l i w i a j c e i c h
s t o s o w a n i e w s i l n i k a c h . P r z e d r o s t e k b i o - w p r o w a d z a n y j e s t w c e l u p o d k r e [l e n i a , |e
s u b s t a n c j a p o c h o d z i z b i o m a s y . N i e m a n a t o m i a s t |a d n e j c h e m i c z n e j r ó |n i c y m i d z y
e t a n o l e m c z y m e t a n o l e m s y n t e t y c z n y m a u z y s k a n y m w d r o d z e p r z e t w a r z a n i a b i o m a s y .
1 3
P r z y k Ba d a m i b i o p a l i w g a z o w y c h s b i o - g a z , B i o - D M E ( D M E : D i m e t h y l E t h e r ) o r a z b i o -
w o d ó r w s z y s t k i e o t r z y m y w a n e z b i o m a s y .
U p r a w a r o [l i n , z k t ó r y c h w y t w a r z a n e s b i o p a l i w a ( s z c z e g ó l n i e b i o d i e s e l i b i o e t a n o l )
z a j m u j e c o r a z w i k s z e p o w i e r z c h n i e r o l n e i m o |e b y p r z y c z y n z m n i e j s z a n i a p r o d u k c j i
|y w n o [c i , p r o w a d z c d o w z r o s t u c e n p o d s t a w o w y c h p r o d u k t ó w s p o |y w c z y c h . B i o p a l i w a
d a j d z i [ e k w i w a l e n t 1 . 5 m i l i o n a b a r y Bk i r o p y n a f t o w e j d z i e n n i e , d l a t e g o c o r a z b a r d z i e j
n i e p o k o j c e j e s t t o , |e i c h p r o d u k c j a s t a j e s i k o n k u r e n c y j n a w s t o s u n k u d o p r o d u k c j i
|y w n o [c i ( w g B a n k u Zw i a t o w e g o p r o d u k c j a b i o p a l i w o d p o w i a d a w 7 5 % z a d r a m a t y c z n y
w z r o s t c e n |y w n o [c i ( o k i l k a d z i e s i t p r o c e n t ! ) , k t ó r y n a s t p i B w l a t a c h 2 0 0 7 - 2 0 0 8 ) . D a l s z e
z w i k s z a n i e p o w i e r z c h n i u p r a w r o [l i n j a d a l n y c h w y k o r z y s t y w a n y c h j e d y n i e d o
o t r z y m y w a n i a b i o p a l i w m o |e s p o w o d o w a k a t a s t r o f |y w n o [c i o w . W y k o r z y s t a n i e r o [l i n
j a d a l n y c h ( c z y n n i k n i e k o r z y s t n y ) l u b o d p a d ó w ( c z y n n i k k o r z y s t n y ) j e s t p o d s t a w p o d z i a Bu n a
b i o p a l i w a I , I I i I I I g e n e r a c j i . P o d z i a B t e n , u w z g l d n i a j c y w p By w p r o d u k c j i b i o p a l i w n a
g o s p o d a r k m a t e r i a Bo w , z a m i e s z c z o n o p o n i |e j .
B I O P A L I W A P I E R W S Z E J G E N E R A C J I t o w y m i e n i o n e w c z e [n i e j :
" b i o e t a n o l p o w s t a By w p r o c e s i e f e r m e n t a c j i ,
" o l e j e r o [l i n n e o t r z y m a n e k o n w e n c j o n a l n y m i m e t o d a m i s p e Bn i a j c e w y m a g a n i a
u m o |l i w i a j c e s t o s o w a n i e w s i l n i k a c h ,
" b i o d i e s e l o t r z y m a n y z o l e j ó w m e t o d t r a n s e s t r y f i k a c j i ,
" b i o d i e s e l o t r z y m a n y p r z e z t r a n s e s t r y f i k a c j t Bu s z c z ó w o d p a d o w y c h ,
" b i o - g a z o t r z y m y w a n y z o d p a d ó w r o l n i c z y c h ,
" B i o E T B E o t r z y m a n y z b i o e t a n o l u o r a z
" b i o - M T B E o t r z y m a n y z b i o m e t a n o l u .
B I O P A L I W A D R U G I E J G E N E R A C J I t o b i o p a l i w a p o w s t a Be n a b a z i e b i o m a s y
i s u r o w c ó w o d p a d o w y c h n i e p r z y d a t n y c h w p r z e m y [l e s p o |y w c z y m , l e [n y m i t d . Z a l i c z a n e d o
n i c h s :
" b i o e t a n o l p o w s t a By z l i g n o c e l u l o z y ( z a a w a n s o w a n a h y d r o l i z a i f e r m e n t a c j a ) ,
" b i o p a l i w a s y n t e t y c z n e p o w s t a Be w w y n i k u z g a z o w a n i a / u p By n n i e n i a b i o m a s y ,
" b i o d i e s e l o t r z y m a n y p r z e z r a f i n a c j o d p a d o w y c h o l e j ó w r o [l i n n y c h ,
" b i o - g a z o t r z y m y w a n y p r z e z z g a z o w a n i e l i g n o c e l u l o z y ,
" w o d ó r p o w s t a By w w y n i k u z g a z o w a n i a l u b p r o c e s ó w b i o l o g i c z n y c h .
B I O P A L I W A T R Z E C I E J G E N E R A C J I
" m e t a n o l o t r z y m y w a n y p r z e z z g a z o w a n i e l i g n o c e l u l o z y ,
" w o d ó r p o w s t a By w w y n i k u z g a z o w a n i a l i g n o c e l u l o z y .
W P o l s c e i s t n i e j r e g u l a c j e p r a w n e d o t y c z c e d o d a w a n i a b i o k o m p o n e n t ó w d o b e n z y n .
N i e m o |n a d o d a w a m e t a n o l u , e t a n o l m o |e b y o b e c n y w p a l i w i e w i l o [c i n i e w i k s z e j n i |
1 0 % o b j t o [c i o w y c h a a l k o h o l e w y |s z e w i l o [c i n i e w i k s z e j n i | 0 , 1 % v / v . B e n z y n a
z a w i e r a j c a 1 0 % e t a n o l u s p a l a s i e m i t u j c o 2 % m n i e j s u b s t a n c j i t o k s y c z n y c h i o 1 0 % m n i e j
C O n i | b e n z y n a z a w i e r a j c a 1 0 % e t e r u m e t y l o w o - t e r t - b u t y l o w e g o , a l e g o r s z e s w s k a zn i k i
w y d z i e l a n i a t l e n k ó w a z o t u : w w y n i k u s p a l a n i a b e n z y n y z a w i e r a j c e j 1 0 % e t a n o l u z a w a r t o [
N O x w s p a l i n a c h w z r a s t a o 1 4 % . O l e j e s i l n i k o w e m o g z a w i e r a e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h
w i l o [c i n i e w i k s z e j n i | 5 % o b j t o [c i o w y c h .
1 4
T AU S Z C Z E
( z a l e c a n a l i t e r a t u r a : M o r r i s o n , B o y d : C h e m i a o r g a n i c z n a , r o z d z . 3 3 )
D e f i n i c j a l i p i d ó w j e s t b a r d z o o g ó l n a : w e d Bu g n a j s t a r s z e j d e f i n i c j i s t o s u b s t a n c j e
n a t u r a l n e ( b i o c z s t e c z k i ) r o z p u s z c z a l n e w r o z p u s z c z a l n i k a c h n i e p o l a r n y c h ( t Bu s z c z o w y c h ) ,
t a k i c h j a k a c e t o n , c h l o r o f o r m , e t e r i b e n z e n , n a t o m i a s t n i e r o z p u s z c z a l n e w w o d z i e . T a k i e
o g ó l n e s f o r m u Bo w a n i e o b e j m u j e z a t e m n i e t y l k o k w a s y k a r b o k s y l o w e ( n a z y w a n e k w a s a m i
t Bu s z c z o w y m i ) i i c h e s t r y , a l e r ó w n i e | s t e r o i d y , t e r p e n y c z y k a r o t e n o i d y .
J a k o s k Ba d n i k i k o m ó r e k , l i p i d y p e Bn i i s t o t n e f u n k c j e : s m a t e r i a Be m s t r u k t u r a l n y m
( w b Bo n a c h i o r g a n e l l a c h k o m ó r k o w y c h ) , m a t e r i a Be m z a p a s o w y m ( o d p o w i a d a j r ó w n i e | z a
i z o l a c j t e r m i c z n ) , c z y n n i k i e m t r a n s p o r t u j c y m i n n e s k Ba d n i k i p o |y w i e n i a w o r g a n i z m i e ,
o r a z m a t e r i a Be m s Bu |c y m d o s y n t e z y i n n y c h b i o c z s t e c z e k . N i e k t ó r e s u b s t a n c j e z a l i c z a n e d o
g r u p y l i p i d ó w s w a |n y m e l e m e n t e m u k Ba d u n e r w o w e g o , g d z i e p e Bn i f u n k c j p r z e k a zn i k ó w
s y g n a Bó w n e r w o w y c h . O p r ó c z f u n k c j i s k Ba d n i k a k o m ó r e k , l i p i d y ( z w a n e t Bu s z c z a m i ) p e Bn i
i n n w a |n f u n k c j : s n a j b a r d z i e j w y d a j n y m zr ó d Be m e n e r g i i w p o |y w i e n i u . J e d e n g r a m
t Bu s z c z u t o o k o Bo 3 8 k J p o d c z a s g d y 1 g b i a Bk a l u b 1 g c u k r ó w t o o k o Bo 1 7 k J .
I s t n i e j e w i e l e k l a s y f i k a c j i l i p i d ó w , n p . p o d z i a B n a l i p i d y r o [l i n n e i z w i e r z c e , p o d z i a B
n a l i p i d y n a s y c o n e i n i e n a s y c o n e , c i e k Be ( p o t o c z n i e : o l e j e r o [l i n n e ) i s t a Be ( p o t o c z n i e : t Bu s z c z e
z w i e r z c e ) . Z e w z g l d u n a b u d o w c h e m i c z n w y r ó |n i o n e s n a s t p u j c e g r u p y l i p i d ó w :
I . L i p i d y p r o s t e , d o k t ó r y c h n a l e |:
a ) l i p i d y w Ba [c i w e ( s t o e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i a l k o h o l i w t y m t a k |e
t r i a c y l o g l i c e r o l e c z y l i e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i g l i c e r y n y ,
b ) w o s k i ( e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i d Bu g o Ba Dc u c h o w y c h a l k o h o l i t Bu s z c z o w y c h ) .
I I . L i p i d y z Bo |o n e :
a ) f o s f o l i p i d y ( e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i g l i c e r o l u z a w i e r a j c e r e s z t y k w a s u
f o s f o r o w e g o ) ,
b ) g l i k o l i p i d y ( e s t r y k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i g l i c e r o l u z a w i e r a j c e r e s z t c u k r o w ) .
I I I . L i p i d y i z o p r e n o w e :
a ) s t e r o i d o w e ,
b ) k a r o t e n o i d y .
I V . P o c h o d n e l i p i d ó w ( w t y m s k Ba d n i k i t Bu s z c z o w e t w o r z c e l i p i d y , c z y l i k w a s y t Bu s z c z o w e ,
a l k o h o l e t Bu s z c z o w e ) .
P o d s t a w o w y m i s k Ba d n i k a m i w i k s z o [c i t Bu s z c z ó w s t r i g l i c e r y d y , c z y l i e s t r y k w a s ó w
t Bu s z c z o w y c h i g l i c e r y n y . S k Ba d k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h j e s t c h a r a k t e r y s t y c z n y d l a d a n e g o
t Bu s z c z u i d e c y d u j e o j e g o p a r a m e t r a c h f i z y k o c h e m i c z n y c h . K w a s y t Bu s z c z o w e s z a z w y c z a j
p r o s t o Ba Dc u c h o w e i , z w y j t k i e m k w a s u p r o p a n o w e g o i p e n t a n o w e g o , p o s i a d a j p a r z y s t
l i c z b a t o m ó w w g l a .
P r z y j Bo s i u |y w a n a z w z w y c z a j o w y c h : k w a s l a u r y n o w y , m i r y s t y n o w y , p a l m i t y n o w y ,
s t e a r y n o w y , b e h e n o w y , n a t o m i a s t n a z w y s y s t e m a t y c z n e z a w i e r a j w s o b i e s Bo w o k w a s +
d Bu g o [ Ba Dc u c h a + k o Dc ó w k - o w y , n p . k w a s o k t a d e k a n o w y , k w a s d o d e k a n o w y . N a z w y
n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h p o d a n e s w T a b e l i 6 .
N i e n a s y c o n e k w a s y t Bu s z c z o w e z a w i e r a j j e d n o l u b w i c e j w i z a D p o d w ó j n y c h
i w o l b r z y m i e j w i k s z o [c i s t o w i z a n i a w k o n f i g u r a c j i E ( c i s ) . W u |y c i u s n a z w y
z w y c z a j o w e t y c h k w a s ó w , n a t o m i a s t w n a z w a c h s y s t e m a t y c z n y c h p o d a n e s n u m e r y a t o m ó w
w g l a ( l i c z c o d g r y p y k a r b o k s y l o w e j ) p r z y k t ó r y c h w y s t p u j e w i z a n i e p o d w ó j n e . P r z y k Ba d y
n a z w n i e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h p o d a n e s w T a b e l i 7 .
1 5
T a b e l a 6 . N a z w y i s y m b o l e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h .
L i c z b a a t o m ó w N a z w a s y s t e m a t y c z n a N a z w a z w y c z a j o w a S y m b o l
w g l a
4 b u t a n o w y m a s Bo w y 4 : 0
6 h e k s a n o w y k a p r o n o w y 6 : 0
8 o k t a n o w y k a p r y l o w y 8 : 0
1 0 d e k a n o w y k a p r y n o w y 1 0 : 0
1 2 d o d e k a n o w y l a u r y n o w y 1 2 : 0
1 4 t e t r a d e k a n o w y m i r y s t y n o w y 1 4 : 0
1 6 h e k s a d e k a n o w y p a l m i t y n o w y 1 6 : 0
1 8 o k t a d e k a n o w y s t e a r y n o w y 1 8 : 0
2 0 i k o z a n o w y a r a c h i d o w y 2 0 : 0
2 2 d o k o z a n o w y b e h e n o w y 2 2 : 0
T a b e l a 7 . N a z w y i s y m b o l e n i e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h .
L i c z b a N a z w a s y s t e m a t y c z n a N a z w a S y m b o l
a t o m ó w z w y c z a j o w a
w g l a
j e d n o n i e n a s y c o n e
1 4 c i s - 9 - t e t r a d e c e n o w y o l e o m i r y s t y n o w y 1 4 : 1
1 6 c i s - 9 - h e k s a d e c e n o w y o l e o p a l m i t y n o w y 1 6 : 1
1 8 c i s - 9 - o k t a d e c e n o w y o l e i n o w y 1 8 : 1 ( 9 )
1 8 t r a n s - 9 - o k t a d e c e n o w y e l a i d y n o w y
1 8 t r a n s - 1 1 - t e t r a a d e c e n o w y w a k c e n o w y 1 8 : 1 ( 1 1 )
2 0 c i s - 9 - i k o z e n o w y g a d o l e i n o w y 2 0 : 1 ( 9 )
2 2 c i s - 1 3 - d o k o z e n o w y e r u k o w y 2 2 : 1 ( 1 3 )
2 2 t r a n s - 9 - d o k o z e n o w y b r a s y d y n o w y
w i e l o n i e n a s y c o n e
1 8 c i s , c i s - 9 , 1 2 - o k t a d e k a d i e n o w y l i n o l o w y 1 8 : 2 ( 9 , 1 2 )
1 8 a l l c i s - 9 , 1 2 , 1 5 - o k t a d e k a t r i e n o w y l i n o l e n o w y 1 8 : 3 ( 9 , 1 2 , 1 5 )
2 0 a l l c i s - 5 , 8 , 1 1 , 1 4 - a r a c h i d o n o w y 2 0 : 4 ( 5 , 8 , 1 1 , 1 4 )
e i k o z a t e t r a e n o w y
2 0 a l l c i s - 5 , 8 , 1 1 , 1 4 , 1 7 - t i m n o d o n o w y
e i k o z a p e n t a e n o w y
2 2 a l l c i s - 4 , 7 , 1 0 , 1 3 , 1 6 , 1 9 - k l u p a n o d o w y 2 2 : 6 ( 4 , 7 , 1 0 , 1 3 , 1 6 , 1 9 )
d o k o z a p e n t a e n o w y
O b e c n o [ i k o n f i g u r a c j a w i z a D p o d w ó j n y c h m a s i l n y w p By w n a t e m p e r a t u r
t o p n i e n i a k w a s u t Bu s z c z o w e g o ( o r a z n a t e m p e r a t u r y p r z e j [ f a z o w y c h t Bu s z c z ó w
z a w i e r a j c y c h k w a s y t Bu s z c z o w e ) . P r z y k Ba d o w o , d l a o s i e m n a s t o w g l o w y c h k w a s ó w
t Bu s z c z o w y c h t e m p e r a t u r y t o p n i e n i a z m i e n i a j s i o d - 1 3 d o + 7 0 ° C :
C O O H
k w a s s t e a r y n o w y , t t = 7 0 , 1 ° C
1 6
C O O H
k w a s o l e i n o w y , t t = 1 6 , 3 ° C
C O O H
k w a s e l a i d y n o w y , t t = 4 6 , 5 ° C
C O O H
k w a s l i n o l o w y , t t = - 6 , 2 ° C
C O O H
k w a s l i n o l e n o w y , t t = - 1 2 , 6 ° C
K w a s y t Bu s z c z o w e t w o r z z g l i c e r y n e s t r y z w a n e t r i g l i c e r y d a m i :
O
O
C H 2 C
O
C H 2 O C O C 1 5 H 3 1
R
C O
C H
O
R
H C O C O C 1 7 H 3 5
C H 2 O
C
C H 2 O C O C 1 5 H 3 1
R
t r i a c y l o g l i c e r o l d i p a l m i t o i l o - s t e a r o i l o - g l i c e r o l
( 1 , 3 - d i p a l m i t o i l o - 2 - s t e a r o i l o - s n - g l i c e r o l )
W i k s z a z a w a r t o [ n i e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h w t Bu s z c z a c h r o [l i n n y c h
s p r a w i a , |e m a j o n e n i |s z t e m p e r a t u r t o p n i e n i a , w t e m p e r a t u r z e 1 5 ° C s c i e k Be
i z w y c z a j o w o n a z y w a n e s o l e j a m i . T Bu s z c z e z w i e r z c e m a j w i k s z y u d z i a B n a s y c o n y c h
k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h i s w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j s t a Be .
1 7
yr ó d Be m o l e j ó w r o [l i n n y c h s n a s i o n a i o w o c e r o [l i n o l e i s t y c h t a k i c h j a k n p . r z e p a k ,
s Bo n e c z n i k , s o j a , k u k u r y d z a , o l i w k i , m a k , l e n , b a w e Bn a . T r i g l i c e r y d y w y i z o l o w a n e z r o [l i n
z a w i e r a j k i l k a p r o c e n t k w a s ó w n a s y c o n y c h , p o z o s t a Be r e s z t y k w a s o w e p o c h o d z o d k w a s ó w
t Bu s z c z o w y c h j e d n o i w i e l o n i e n a s y c o n y c h . D u |a z a w a r t o [ k w a s ó w w i e l o n i e n a s y c o n y c h
( w t y m p o s i a d a j c y c h s p r z |o n e w i z a n i a ( C = C - C = C ) w o l e j a c h t u n g o w y m , k o n o p n y m ,
l n i a n y m , p o w o d u j e , |e o l e j e t e p o s i a d a j w Ba [c i w o [c i p o w Bo k o t w ó r c z e - s t o t z w . o l e j e
s c h n c e w y k o r z y s t y w a n e d o p r o d u k c j i k l e j ó w , l a k i e r ó w i p o w Bo k . N a z w a l i n o l e u m
p o c h o d z i o d o l e j u l n i a n e g o , k t ó r y j e s t s i e c i o w a n y w p r o c e s i e o k s y d a t y w n e j p o l i m e r y z a c j i .
O l e j e r o [l i n n e s o t r z y m y w a n e w w y n i k u w y t Ba c z a n i a l u b e k s t r a k c j i . M e t o d y t e m o g b y
Bc z o n e , n p . p o z o s t a Bo [ p o w y t Bo c z e n i u p o d d a w a n a j e s t e k s t r a k c j i . N a s i o n a l u b o w o c e s
p o z b a w i a n e t w a r d y c h Bu s e k , s u s z o n e , r o z d r a b n i a n e l u b m i e l o n e ( p r z e d t Bo c z e n i e m ) l u b
p Ba t k o w a n e ( w p r z y p a d k u e k s t r a k c j i ) . T Bo c z e n i e o l e j u o d b y w a s i w p r a s a c h - z a p i e r w s z y m
r a z e m w y c i s k a n e j e s t o k o Bo 5 0 % o l e j u ( o l e j p i e r w s z e g o t Bo c z e n i a - n a j w y |s z e j j a k o [c i )
a w y t Bo k i s p o n o w n i e r o z d r a b n i a n e , p o d g r z e w a n e i t Bo c z o n e , c o p r o w a d z i d o o t r z y m a n i a
o l e j u k o Dc o w e g o t Bo c z e n i a . W y t Bo k i z a w i e r a j c e j e s z c z e o k . 5 % t Bu s z c z u o r a z b i a Bk o
i w g l o w o d a n y p r z e z n a c z o n e s n a p a s z . W m e t o d z i e e k s t r a k c y j n e j s t o s o w a n e s
n i s k o w r z c e r o z p u s z c z a l n i k i w g l o w o d o r o w e , k t ó r e n a s t p n i e s o d p a r o w y w a n e . E k s t r a k c j a
j e s t m e t o d b a r d z i e j w y d a j n ( p o z o s t a j e t y l k o 1 % t Bu s z c z u ) .
n a s i o n a
1
7
6
2
b e n z y n a
p a r a
5
w o d a
8
c h l o d z a c a
3
w y t l o k i
o l e j
w o d a
4
4 4
o l e j
s r u t
9
p a r a
b e n z y n a
w y s u s z o n y s r u t
R y s u n e k 6 . S c h e m a t o t r z y m y w a n i a o l e j u m e t o d e k s t r a k c y j n z w s t p n y m t Bo c z e n i e m . 1 - Ba m a c z e i w a l c e
s Bu |c e d o r o z d r a b n i a n i a , 2 - p o d g r z e w a c z , 3 - p r a s a [l i m a k o w a , 4 - e k s t r a k t o r y , 5 - f i l t r , 6 - u r z d z e n i e d o d e s t y l a c j i
r o z p u s z c z a l n i k a , 7 - s k r a p l a c z / w y m i e n n i k c i e p Ba , 8 - r o z d z i e l a c z , 9 - s u s z a r k a b b n o w a ( z a : R . B o g o c z e k , E .
K o c i o Be k - B a l a w e j d e r : T e c h n o l o g i a c h e m i c z n a o r g a n i c z n a , r o z d z . 2 , W A E , W r o c Ba w 1 9 9 2 ) .
O l e j e o t r z y m a n e o b y d w i e m a m e t o d a m i ( p r z e z t Bo c z e n i e i e k s t r a k c j ) z a w i e r a j w i e l e
s u b s t a n c j i n i e p o |d a n y c h , t a k i c h j a k s u b s t a n c j e [l u z o w a t e , s u b s t a n c j e b a r w i c e , b i a Bk a ,
l e c y t y n , w o l n e k w a s y t Bu s z c z o w e i d l a t e g o m u s z b y o c z y s z c z a n e ( r a f i n o w a n e ) . K o l e j n o
p r z e p r o w a d z a n e s o d s z l a m o w a n i e i o d [l u z o w a n i e ( m a j c e n a c e l u u s u n i c i e l e c y t y n y i
1 8
i n n y c h s u b s t a n c j i [l u z o w a t y c h ) . L e c y t y n a j e s t f o s f o l i p i d e m , d i a c y l o g l i c e r y d e m z a w i e r a j c y m
r e s z t k w a s u f o s f o r o w e g o i c h o l i n :
C H 2 O C O R 1
R 2 O C O C H O
C H 2 O P O C H 2 - C H 2 - N ( C H 2 ) 3
O
L e c y t y n a w y k o r z y s t y w a n a j e s t j a k o e m u l g a t o r w p r z e m y [l e f a r m a c e u t y c z n y m i s p o |y w c z y m
( n p . j a k o s k Ba d n i k c z e k o l a d y ) .
P o o d s z l a m o w a n i u p r o w a d z o n e j e s t o d k w a s z a n i e , p o l e g a j c e n a c h e m i c z n y m
( z o b o j t n i e n i e l u b e s t r y f i k a c j a ) l u b f i z y k o c h e m i c z n y m ( o d d e s t y l o w a n i e ) u s u n i c i u w o l n y c h
k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h . K o Dc o w y m i e t a p a m i s o d b a r w i a n i e ( d e k o l o r y z a c j a ) p o l e g a j c e n a
a d s o r p c j i s u b s t a n c j i b a r w i c y c h o r a z o d w a n i a n i e ( d e z o d o r y z a c j a ) o l e j ó w p o p r z e z
o d d e s t y l o w a n i e s u b s t a n c j i z a p a c h o w y c h w d e s t y l a c j i z p a r w o d n .
R a f i n a c j a o l e j ó w t e c h n i c z n y c h n i e m u s i s p e Bn i a t a k z a o s t r z o n y c h n o r m j a k o l e j ó w
p r z e z n a c z o n y c h d o c e l ó w s p o |y w c z y c h . D o r a f i n a c j i o l e j u t e c h n i c z n e g o j e s t u |y w a n y
s t |o n y k w a s s i a r k o w y , k t ó r y u s u w a s u b s t a n c j e b i a Bk o w e , f o s f o r o o r g a n i c z n e , [l u z o w a t e i
|y w i c z n e .
A N A L I Z A T E C H N I C Z N A P A L I W i T AU S Z C Z Ó W
W p o p r z e d n i e j c z [c i o p i s a n o j u | p e w n e p a r a m e t r y s t o s o w a n e d o o p i s u w Ba [c i w o [c i
f i z y k o c h e m i c z n y c h p a l i w : c i e p Bo s p a l a n i a , w a r t o [ o p a Bo w , t e m p e r a t u r z a p Bo n u ,
t e m p e r a t u r p a l e n i a , d o l n i g ó r n g r a n i c w y b u c h o w o [c i , l i c z b o k t a n o w a i l i c z b c e t a n o w .
P a r a m e t r a m i f i z y c z n y m i c h a r a k t e r y z u j c y m i z a r ó w n o t Bu s z c z e j a k i p a l i w a s
t e m p e r a t u r a t o p n i e n i a i k r z e p n i c i a . P o n i e w a | p a l i w a o r a z t Bu s z c z e n i e s s u b s t a n c j a m i
j e d n o r o d n y m i , p r z e j [c i a f a z o w e c i e c z c i a Bo s t a Be m o g n a s t p o w a w p r z e d z i a l e
t e m p e r a t u r z n a c z n i e s z e r s z y m n i | d l a s u b s t a n c j i j e d n o r o d n y c h . T Bu s z c z e i w o s k i p o d d a n e
p o w o l n e m u o g r z e w a n i u n a j p i e r w m i k n , p o t e m s t a j s i m t n c i e c z a n a k o Dc u c i e c z
k l a r o w n . P o w o l n e o z i b i a n i e t a k i e j c i e c z y p o w o d u j e b a r d z o p o w o l n e k r z e p n i c i e , k t ó r e g o
t e m p e r a t u r a n i e j e s t t o |s a m a z t e m p e r a t u r t o p n i e n i a . W z w i z k u z t y m i z j a w i s k a m i
w y z n a c z a n y j e s t c a By s z e r e g t e m p e r a t u r : t e m p e r a t u r a m i k n i e n i a , t e m p e r a t u r a k r o p l i ,
t e m p e r a t u r a t o p n i e n i a w k a p i l a r z e , t e m p e r a t u r a m t n i e n i a i k r z e p n i c i a o r a z t e m p e r a t u r a
t w a r d n i e n i a . P a r a m e t r y t e s p o m o c n e p r z y i d e n t y f i k a c j i t Bu s z c z ó w , k o n t r o l i p r o c e s u i c h
u t w a r d z a n i a , o r a z p r z y b a d a n i u w Ba [c i w o [c i w o s k ó w . T e m p e r a t u r a k r z e p n i c i a j e s t i s t o t n y m
p a r a m e t r e m o p i s u j c y m t e r m i c z n e z a c h o w a n i e p a l i w i b i o p a l i w p o d c z a s i c h p r z e c h o w y w a n i a ,
t r a n s p o r t u ( p r z e s y Ba n i e r u r o c i g i e m , p r z e w o |e n i e w c y s t e r n a c h ) i e k s p l o a t a c j i w n i s k i c h
t e m p e r a t u r a c h .
K o l e j n y m p a r a m e t r e m j e s t g s t o [ n i e k i e d y b Bd n i e u t o |s a m i a n a z c i |a r e m
w Ba [c i w y m ( s t o s u n k i e m c i |a r u d o o b j t o [c i , w y r a |o n y m w N / m 3 ) . G s t o [ ( o z n a c z o n a
s y m b o l e m Á l u b d ) w y z n a c z a n a j e s t w [c i [l e o k r e [l o n e j t e m p e r a t u r z e p r z y p o m o c y a r e o m e t r u ,
w a g i h y d r o s t a t y c z n e j l u b p i k n o m e t r u , a o t r z y m a n a w a r t o [ g s t o [c i m u s i b y z a w s z e
u z u p e Bn i o n a o i n f o r m a c j n a t e m a t t e m p e r a t u r y , w j a k i e j d o k o n a n o p o m i a r u .
O b j t o [ j e s t s i l n i e z a l e |n a o d t e m p e r a t u r y , p r o c e s z m i a n y o b j t o [c i w y s t p u j e
w z a k r e s i e t e m p e r a t u r , w k t ó r y c h n i e z a c h o d z p r z e m i a n y f a z o w e j a k i p o d c z a s t y c h
p r z e m i a n . D y l a t a c j a o b j t o [c i o w a t o j e d n o s t k o w a z m i a n a o b j t o [c i z a c h o d z c a p o d
1 9
w p By w e m o g r z e w a n i a b a d a n e j s u b s t a n c j i . D l a t Bu s z c z ó w d y l a t a c j w y z n a c z a s i w g r a n i c a c h
t e m p e r a t u r y t o p n i e n i a , g d y z a c h o d z i p r z e m i a n a z f a z y s t a Be j w c i e k B.
L e p k o [ j e s t p a r a m e t r e m w y r a |a j c y m s i B w e w n t r z n e g o t a r c i a c z s t e c z e k p By n u 2
b d c e g o w r u c h u . C h a r a k t e r y z u j e o p ó r w e w n t r z n y p By n u p r z e c i w k o p By n i c i u . D l a d a n e g o
p By n u w o k r e [l o n e j t e m p e r a t u r z e l e p k o [ j e s t w i e l k o [c i s t a B. W y z n a c z a m y j w o p a r c i u o
r ó w n a n i e N e w t o n a ( z w a n e t e z r ó w n a n i e m l e p k o [c i ) , z g o d n i e z k t ó r y m n a p r |e n i a s t y c z n e
p o w s t a j c e p o d c z a s r u c h u p By n u s w p r o s t p r o p o r c j o n a l n e d o w y t w o r z o n e g o g r a d i e n t u
p r d k o [c i ( p o w s t a Be n a p r |e n i a m a j p r z e c i w n y z w r o t d o k i e r u n k u r u c h u p By n u ) :
d u
Ä = - ·
d x
S i Ba p o t r z e b n a d o z r ó w n o w a |e n i a p o w s t a j c y c h w u k Ba d z i e n a p r |e D s t y c z n y c h w y n o s i :
F = - ÄA
d u
F = ·A
d x
g d z i e A j e s t p o l e m p o w i e r z c h n i p r z e s u w a j c y c h s i w a r s t w p By n u a · j e s t w s p ó Bc z y n n i k i e m
l e p k o [c i d y n a m i c z n e j ( l e p k o [c i b e z w z g l d n e j ) . J e d n o s t k l e p k o [c i b e z w z g l d n e j j e s t p u a z :
1 p u a z ( P ) = 1 g × c m - 1 × s - 1 = 0 , 1 N × m - 2 × s - 1 = 0 , 1 P a × s ( P a × s j e s t j e d n o s t k w u k Ba d z i e S I ) .
L e p k o [ w o d y w t e m p . 2 0 ° C p o d c i [n i e n i e m 1 a t m . w y n o s i 0 , 0 1 p u a z a . O d w r o t n o [c i
l e p k o [c i d y n a m i c z n e j j e s t p By n n o [ ( Õ = 1 / ·) . S t o s u n e k l e p k o [c i b e z w z g l d n e j d o g s t o [c i t o
l e p k o [ k i n e m a t y c z n a ( o z n a c z o n a s y m b o l e m ½) , k t ó r e j j e d n o s t k w u k Ba d z i e S I j e s t : m 2 × s - 1
a w u k Ba d z i e C G S 1 s t o k e s ( 1 S t = 1 0 - 4 m 2 × s - 1 = c m 2 × s - 1 ) . W s p ó Bc z y n n i k l e p k o [c i j e s t
p a r a m e t r e m o d u |y m z n a c z e n i u p r a k t y c z n y m p o d c z a s r o z p a t r y w a n i a w i e l u z a g a d n i e D
f i z y k o c h e m i c z n y c h , h y d r o t e c h n i c z n y c h , t e c h n o l o g i c z n y c h ( n p . p r o b l e m y t r a n s p o r t u p By n ó w ,
m i e s z a n i a c i e c z y w r e a k t o r a c h ) .
W z r o s t c i [n i e n i a p o w o d u j e z m n i e j s z e n i e o d l e g Bo [c i m i d z y c z s t e c z k a m i a z a t e m
z w i k s z e n i e l e p k o [c i d l a c i [n i e D d o 2 0 0 0 a t m . w z r o s t l e p k o [c i c i e c z y j e s t l i n i o w y w r a z z e
w z r o s t e m c i [n i e n i a . I n a c z e j j e s t z l e p k o [c i r o z t w o r ó w , w k t ó r y c h w y s t p u j s i l n e
o d d z i a By w a n i a m i d z y r o z p u s z c z a l n i k i e m a r o z p u s z c z o n s u b s t a n c j . G d y r o z p u s z c z o n a
s u b s t a n c j a p o r z d k u j e s t r u k t u r r o z p u s z c z a l n i k a ( n p . p o l i m e r y , b i a Bk a i l i o f i l o w e k o l o i d y
w i | d u |o c z s t e c z e k r o z p u s z c z a l n i k a ) , t o w y t w o r z o n e s t r u k t u r y w e w n t r z n e p o w o d u j
d o d a t k o w y w z r o s t l e p k o [c i . J e s t t o l e p k o [ s t r u k t u r a l n a , ·s t r u k t , k t ó r a r a z e m z l e p k o [c i
n o r m a l n , n e w t o n o w s k ( ·N ) s k Ba d a s i n a l e p k o [ r o z t w o r u : · = ( ·N + ·s t r u k t ) .
R ó w n a n i e N e w t o n a s t o s o w a n e j e s t t y l k o d l a t z w . p By n ó w n e w t o n o w s k i c h , c z y l i
p By n ó w , k t ó r y c h l e p k o [ n i e z a l e |y o d p r d k o [c i r u c h u .
C h e m i c z n a a n a l i z a t Bu s z c z ó w
W s p ó Bc z e s n e m e t o d y a n a l i z y c h e m i c z n e j p o z w a l a j n a s z y b k i e i d o k Ba d n e o k r e [l e n i e s k Ba d u
k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h . M o |n a z a s t o s o w a c h r o m a t o g r a f i g a z o w p o u p r z e d n i e j
d e r y w a t y z a c j i t r u d n o l o t n y c h t r i g l i c e r y d ó w d o e s t r ó w m e t y l o w y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h .
I n n m e t o d a n a l i t y c z n j e s t w y s o k o s p r a w n a c h r o m a t o g r a f i a c i e c z o w a ( H P L C ) . P o m i m o
s z e r o k i e g o s t o s o w a n i a t y c h i n s t r u m e n t a l n y c h m e t o d c i g l e j e s z c z e s w y k o n y w a n e p r o s t e
a n a l i z y m i a r e c z k o w e p o z w a l a j c e s z y b k o o z n a c z y c a Bk o w i t i l o [ k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h ,
z a w a r t o [ n i e n a s y c o w y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h , j a k o [ t Bu s z c z u , s t o p i e D u t l e n i e n i a
2
P By n e m n a z y w a n a j e s t k a |d a s u b s t a n c j a p r z y j m u j c a k s z t a Bt n a c z y n i a , w k t ó r y m s i z n a j d u j e . P By n a m i s g a z y ,
c i e c z e o r a z u k Ba d y h e t e r o f a z o w e p i a n y , e m u l s j e , z a w i e s i n y i p a s t y .
2 0
m i e s z a n i n y , z a w a r t o [ g l i c e r o l u o r a z z a w a r t o [ s u b s t a n c j i n i e z m y d l a j c y c h s i . W s k r ó c i e
o m ó w i o n e z o s t a n t e p a r a m e t r y , k t ó r e c i g l e s s t o s o w a n e d o c h a r a k t e r y z a c j i t Bu s z c z ó w .
W t Bu s z c z u z a w s z e w y s t p u j e p e w n a z a w a r t o [ w o l n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h . J e s t
t o e f e k t e n z y m a t y c z n e g o l u b n i e e n z y m a t y c z n e g o r o z p a d u t r i g l i c e r y d ó w i i m d Bu |s z y j e s t
o k r e s p r z e c h o w y w a n i a t Bu s z c z u , t y m w i k s z e j e s t s t |e n i e w o l n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h .
Z a w a r t o [ w o l n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h o k r e [l a l i c z b a k w a s o w a ( L K ) i l o [ m i l i g r a m ó w
w o d o r o t l e n k u p o t a s o w e g o p o t r z e b n a d o z o b o j t n i e n i a w o l n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h
z n a j d u j c y c h s i w 1 g b a d a n e j s u b s t a n c j i t Bu s z c z o w e j . W y z n a c z e n i e L K p o l e g a n a
a l k a l i m e t r y c z n y m m i a r e c z k o w a n i u r o z t w o r u t Bu s z c z u w m i e s z a n i n i e e t a n o l - e t e r e t y l o w y . J e s t
t o j e d n o z n a j c z [c i e j p r z e p r o w a d z a n y c h o z n a c z e D.
S u b s t a n c j e n i e z m y d l a j c e s i t o t a k i e s k Ba d n i k i t Bu s z c z u , k t ó r e s n i e r o z p u s z c z a l n e
w w o d z i e n a w e t p o d w p By w e m a l k a l i ó w ( n i e t w o r z m y d e B) . Z a w a r t o [ t a k i c h s u b s t a n c j i
w t Bu s z c z a c h n a t u r a l n y c h n i e p o w i n n a p r z e k r a c z a 1 . 5 % , w w o s k a c h j e s t i c h z n a c z n i e w i c e j .
O z n a c z a n i e s u b s t a n c j i n i e z m y d l a j c y c h s i p o l e g a n a o g r z e w a n i u p o d c h Bo d n i c z w r o t n
o k r e [l o n e j i l o [c i t Bu s z c z u z a l k o h o l o w y m r o z t w o r e m K O H a | d o c a Bk o w i t e g o r o z p u s z c z e n i a ,
a n a s t p n i e d o d a n i u w o d y d o o s i g n i c i a s t |e n i a 5 0 % i e k s t r a k c j i f r a k c j i n i e r o z p u s z c z a l n e j
w w o d z i e z a p o m o c e t e r u n a f t o w e g o . P o o d p a r o w a n i u e t e r u w a |o n a j e s t p o z o s t a Ba c z [
s t a n o w i c a f r a k c j n i e z m y d l a j c a s i .
L i c z b a z m y d l a n i a ( L Z ) t o i l o [ m i l i g r a m ó w K O H p o t r z e b n a d o c a Bk o w i t e g o
z m y d l e n i a w o l n y c h i z w i z a n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h z a w a r t y c h w j e d n y m g r a m i e
s u b s t a n c j i t Bu s z c z o w e j . W y z n a c z a n a j e s t p o p r z e z d z i a Ba n i e n a d m i a r e m Bu g u p o t a s o w e g o n a
t Bu s z c z w w y |s z e j t e m p e r a t u r z e :
t r i g l i c e r y d + z n a n a i l o [ K O H ’! g l i c e r y n a + 3 R x - C O O K + n a d m i a r K O H
i o d m i a r e c z k o w a n i e n i e p r z e r e a g o w a n e g o K O H . L Z z a w i e r a w s o b i e w a r t o [ z u |y t n a
z m i a r e c z k o w a n i e w o l n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h ( c z y l i l i c z b k w a s o w a , L K ) , n a t o m i a s t
l i c z b a m i l i g r a m ó w K O H p o t r z e b n a d o r e a k c j i z k w a s a m i t Bu s z c z o w y m i z w i z a n y m i w f o r m i e
t r i g l i c e r y d ó w n a z y w a n a j e s t L i c z b E s t r o w , L E :
L Z = L E + L K .
Z a w a r t o [ n i e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h j e s t w y z n a c z a n a n a p o d s t a w i e l i c z b
c h a r a k t e r y s t y c z n y c h t a k i c h j a k l i c z b a j o d o w a , r o d a n o w a , s z e [c i o b r o m o w a i d i e n o w a . L i c z b a
j o d o w a ( L J ) t o l i c z b a g r a m ó w j o d u , j a k p r z y Bc z a 1 0 0 g b a d a n e g o t Bu s z c z u . P a r a m e t r t e n
i n f o r m u j e o c a Bk o w i t e j i l o [c i w i z a D p o d w ó j n y c h ( z a r ó w n o w k w a s a c h j e d n o - j a k i
w i e l o n i e n a s y c o n y c h ) . L i c z b a r o d a n o w a , s z e [c i o b r o m o w a i d i e n o w a p o z w a l a j n a o k r e [l e n i e
z a w a r t o [c i w i e l o n i e n a s y c o n y c h k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h
P R O D U K C J A E S T R Ó W M E T Y L O W Y C H K W A S Ó W T AU S Z C Z O W Y C H
R o c z n e z a p o t r z e b o w a n i e n a o l e j n a p d o w y w P o l s c e w y n o s i 7 2 9 0 t y s . m 3 i , z g o d n i e
z e w s p o m n i a n w c z e [n i e j d y r e k t y w 3 0 / 2 0 0 3 / E C , u d z i a B b i o p a l i w w o l e j u p o w i n i e n w 2 0 1 0
r o k u o s i g n 5 . 7 5 % , c o o z n a c z a z a p o t r z e b o w a n i e n a 4 4 5 t y s . m 3 b i o k o m p o n e n t ó w r o c z n i e .
P o m i m o w y s o k i e j w a r t o [c i o p a Bo w e j t Bu s z c z e r o [l i n n e n i e m o g b y b e z p o [r e d n i o s t o s o w a n e
j a k o p a l i w a s i l n i k o w e p o n i e w a | t r i g l i c e r y d y m a j z b y t w y s o k t e m p e r a t u r z a p Bo n u i z b y t
d u | l e p k o [ a i c h d o m i e s z k o w a n i e d o p a l i w s p o w o d o w a Bo b y z a b l o k o w a n i e f i l t r ó w , z a t a r c i e
i z n i s z c z e n i e s i l n i k a . R ó w n i e | o l e j e r o [l i n n e n i e m o g b y s t o s o w a n e w s i l n i k a c h
o s a m o c z y n n y m z a p Bo n i e p o n i e w a | s m n i e j l o t n e o d o l e j u n a p d o w e g o ( w t e m p e r a t u r z e
3 5 0 ° C z a c z y n a j s i r o z k Ba d a z a m i a s t o d p a r o w y w a ) , i c h l e p k o [ k i n e m a t y c z n a j e s t o k o Bo
2 1
d z i e s i c i o k r o t n i e w i k s z a o d l e p k o [c i o l e j ó w n a p d o w y c h a l i c z b a c e t a n o w a w y n o s i 3 2 - 3 6
( o l e j r z e p a k o w y ) ( z g o d n i e z p o l s k i m i n o r m a m i L C > 5 0 ) . . W c e l u o t r z y m a n i a b i o k o m p o n e n t u
d o o l e j ó w n a p d o w y c h k o n i e c z n a j e s t m o d y f i k a c j a t r i g l i c e r y d ó w d o e s t r ó w m e t y l o w y c h
k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h n a z y w a n y c h a k r o n i m i c z n i e F A M E ( F a t t y A c i d s M e t h y l E s t e r s ) . E s t r y
m e t y l o w e k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h , s t o s o w a n e s a m o d z i e l n i e j a k o p a l i w o , n a z y w a n e s
b i o d i e s l e m . O k r e [l e n i e b i o d i e s e l o d n o s i s i r ó w n i e | d o o l e j u n a p d o w e g o , k t ó r e g o j e d n y m z
k o m p o n e n t ó w s F A M E . S u r o w c e m d o p r o d u k c j i F A M E s t a n i e i Ba t w o d o s t p n e w d a n y m
r e g i o n i e g e o g r a f i c z n y m o l e j e r o [l i n n e : o l e j r z e p a k o w y ( w P o l s c e ) , s o j o w y ( w U S A ) ,
s Bo n e c z n i k o w y , b a w e Bn i a n y , k u k u r y d z i a n y , p a l m o w y o r a z o l e j e o d p a d o w e .
W P o l s c e n a j c z [c i e j u p r a w i a n r o [l i n o l e i s t j e s t r z e p a k . O l e j r z e p a k o w y s t o s o w a n o
w k r a j a c h a z j a t y c k i c h i [r ó d z i e m n o m o r s k i c h j u | w z a m i e r z c h By c h c z a s a c h j a k o [r o d e k d o
l a m p o l i w n y c h . U p r a w y r z e p a k u w E u r o p i e p r o w a d z i s i o d X I I I w i e k u , l e c z p o p u l a r n o [
o l e j u r z e p a k o w e g o w z r o s Ba d o p i e r o w r a z z r o z w o j e m m a s z y n p a r o w y c h , d o k t ó r y c h
p o t r z e b n y b y B j a k o s m a r . B a r d z o r z a d k o s t o s o w a n o o l e j r z e p a k o w y j a k o p r o d u k t s p o |y w c z y .
Z w i k s z e n i e p l e n n o [c i r z e p a k u , p o l e p s z e n i e w Ba [c i w o [c i s e n s o r y c z n y c h o r a z r e d u k c j a
z a w a r t o [c i s z k o d l i w e g o d l a z d r o w i a k w a s u e r u k o w e g o s p o w o d o w a Ba i n t e n s y f i k a c j u p r a w t e j
r o [l i n y i w z r o s t [w i a t o w e j p r o d u k c j i o l e j u . O b e c n i e r z e p a k j e s t z a l i c z a n y d o p i c i u s u r o w c ó w
o l e j a r s k i c h o n a j w i k s z e j p r o d u k c j i ( w y r a |o n e j m a s k o m p o n e n t u ) . W P o l s c e d o c e l ó w
s p o |y w c z y c h p r o d u k o w a n y j e s t o l e j r z e p a k o w y n i s k o e r u k o w y ( p o d w ó j n i e u l e p s z o n y -
o z n a c z o n y s y m b o l e m 0 0 , c o o z n a c z a z a w a r t o [ k w a s u e r u k o w e g o p o n i |e j 2 % ) . Z
t e c h n i c z n e g o p u n k t u w i d z e n i a j e s t o n c e n n y m t Bu s z c z e m r o [l i n n y m o w y s o k i e j z a w a r t o [c i
k w a s u o l e i n o w e g o ( 1 8 : 1 ) i m a z a s t o s o w a n i e j a k o t Bu s z c z s p o |y w c z y i o l e j t e c h n i c z n y ,
u |y w a n y w p r z e m y [l e c h e m i c z n y m i j a k o s u r o w i e c d o p r o d u k c j i b i o p a l i w . S k Ba d t Bu s z c z o w y
o l e j u r z e p a k o w e g o p r z e d s t a w i o n o w T a b e l i 8 .
E s t r y m e t y l o w e k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h ( F A M E ) o l e j u r z e p a k o w e g o s p e Bn i a j
w y m a g a n i a n o r m y e u r o p e j s k i e j , k t ó r a p r e c y z u j e , |e :
- z a w a r t o [ s i a r k i p o w i n n a w y n o s i n i e w i c e j n i | 1 0 m g / k g n a s i o n ,
- l i c z b a j o d o w a F A M E p o w i n n a b y n i e w y |s z a n i | 1 2 0 ,
- m a k s y m a l n a z a w a r t o [ k w a s u l i n o l e n o w e g o t o 1 2 % ,
- k w a s ó w o l i c z b i e w i z a D p o d w ó j n y c h > 4 p o w i n n o b y m n i e j n i | 1 % w a g o w y .
T a b e l a 8 . S k Ba d t Bu s z c z o w y o l e j u r z e p a k o w e g o . 3
K w a s t Bu s z c z o w y Z a w a r t o [ p r o c e n t o w a k w a s ó w
t Bu s z c z o w y c h
R z e p a k o z i m y R z e p a k j a r y
P a l m i t y n o w y i s t e a r y n o w y 4 - 6 5 - 6
O l e i n o w y 5 6 - 6 8 5 8 - 6 7
L i n o l o w y 1 8 - 2 2 1 8 - 2 2
L i n o l e n o w y 1 0 - 1 2 8 - 1 1
E i k o z e n o w y 1 - 2 1 - 2
E r u k o w y 0 - 2 0 - 0 . 5
W a r t o [ o p a Bo w a e s t r ó w o l e j u r z e p a k o w e g o ( 3 7 . 5 M J / k g ) j e s t z n a c z n i e w y |s z a o d w a r t o [c i
o p a Bo w e j e t a n o l u i m e t a n o l u ( o d p o w i e d n i o 2 5 . 0 i 1 9 . 5 M J / k g ) i p o r ó w n y w a l n a d o w a r t o [c i
o p a Bo w e j o l e j u n a p d o w e g o ( 4 2 . 4 M J / k g ) .
Z a s t o s o w a n i e F A M E j a k o b i o k o m p o n e n t ó w p r o w a d z i d o o t r z y m a n i a o l e j ó w
n a p d o w y c h o w y s o k i e j l i c z b i e c e t a n o w e j i l e p s z y c h w Ba [c i w o [c i a c h s m a r n y c h n i | t r a d y c y j n e
3
W a Bk o w s k i T . : U p r a w a r z e p a k u zr ó d Be m e n e r g i i o d n a w i a l n e j , R z e p a k - B i o p a l i w a , w y d a n i e 2 , s t r . 2 4 - 3 0 ,
W a r s z a w a , 2 0 0 6 .
2 2
o l e j e m i n e r a l n e . B i o d i e s e l s p a l a s i w y d z i e l a j c m n i e j t l e n k u w g l a i d i t l e n k u s i a r k i . W a d a m i
s g o r s z e w Ba [c i w o [c i n i s k o t e m p e r a t u r o w e b i o p a l i w a , o d d z i a By w a n i e z e l e m e n t a m i
g u m o w y m i i z t w o r z y w a m i s z t u c z n y m i , m o |l i w o [ k o r o d o w a n i a p o w Bo k m a l a r s k i c h ,
p o d a t n o [ n a s k a |e n i a m i k r o b i o l o g i c z n e , h i g r o s k o p i j n o [, m o |l i w o [ o b e c n o [c i m e t a n o l u i
g l i c e r o l u .
F A M E o t r z y m y w a n e s w p r o c e s i e t r a n s e s t r y f i k a c j i o l e j u r z e p a k o w e g o m e t a n o l e m .
R e a k c j a t r a n s e s t r y f i k a c j i ( a l k o h o l i z y ) p o l e g a n a r ó w n o w a g o w y m w y p i e r a n i u z g r u p y e s t r o w e j
r e s z t y j e d n e g o a l k o h o l u p r z e z i n n y a l k o h o l :
C H 2 O C O R 1
C H 2 O H
R 1 C O O R 4
n a d m i a r R 4 O H
R 2 C O O R 4
H C O C O R 2 +
H C O H
R 3 C O O R 4
C H 2 O C O R 3
C H 2 O H
P r o c e s t e n m o |e b y r ó w n i e | k a t a l i z o w a n y e n z y m a t y c z n i e z a p o m o c l i p a z . L i p a z y
s y n t e z o w a n e s p r z e z r ó |n e s z c z e p y d r o |d |y , p l e [n i c z y b a k t e r i i ( C a n d i d a a n t a r c t i c a ,
C a n d i d a r u g o s a , C a n d i d a c y l i n d r a c e a , R h i z o m u c o r m i e h e i , A s p e r g i l l u s n i g e r , P s e u d o m o n a s
p s e u d o m a l l e , B a c i l l u s f l u o r e s c e n s , B a c i l l u s p i o c y a n e u m ) 4 a o p t y m a l n e w a r u n k i
t r a n s e s t r y f i k a c j i t o t e m p e r a t u r a 3 0 - 3 7 ° C i p H 7 - 8 .
T r a n s e s t r y f i k a c j a n i e e n z y m a t y c z n a m o |e b y k a t a l i z o w a n a k w a s e m l u b z a s a d .
A l k o h o l i z a w [r o d o w i s k u z a s a d o w y m p r z e b i e g a s z y b k o w t e m p e r a t u r z e o t o c z e n i a , n a t o m i a s t
a l k o h o l i z a w [r o d o w i s k u k w a [n y m w y m a g a o g r z e w a n i a d o 1 0 0 ° C l u b d o t e m p . w r z e n i a
m e t a n o l u l u b e t a n o l u ( w z a l e |n o [c i o d t e g o c z y p r o w a d z o n a j e s t m e t a n o l i z a c z y e t a n o l i z a ) .
W t e m p e r a t u r z e p o w y |e j 2 5 0 ° C n i e j e s t k o n i e c z n e s t o s o w a n i e k a t a l i z a t o r a g d y | s z y b k o [
p r o c e s u j e s t z n a c z n a .
T r a n s e s t r y f i k a c j a k a t a l i z o w a n a k w a s e m p r z e b i e g a p r z e z e t a p y p r o t o n o w a n i a e s t r u
i p r z y Bc z a n i a a l k o h o l u d o k a t i o n u . K a |d y z t y c h e t a p ó w j e s t o d w r a c a l n y , d l a t e g o k i e r u n e k
r e a k c j i z a l e |y o d s t o s u n k ó w m o l o w y c h s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w :
O O H
O H
+ H +
+ R 2 O H
R O R 1
R O R 1 - H + R O R 1 - R 2 O H
R 2 O H
s u b s t r a t
( e s t e r a l k o h o l u R 1 O H )
O O H
O H
- H + - R 1 O H
R O R 1
H
+ H +
R O R 2
R O R 2 + R 1 O H
R 2 O
s u b s t r a t
( e s t e r a l k o h o l u R 2 O H )
4
L i p a z y s s t o s o w a n e w p r z e m y [l e s p o |y w c z y m d o w y t w a r z a n i a e s t r ó w w p By w a j c y c h n a s e n s o r y c z n e
w Ba [c i w o [c i p r o d u k t ó w . O c t a n i z o a m y l u ( s m a k b a n a n o w y ) , m a [l a n m e t y l u ( s m a k a n a n a s o w y ) , p r o p i o n i a n
m e t y l u ( s m a k o w o c o w y ) , e s t r y t o l i l u ( a r o m a t m i o d o w y ) , o c t a n c y t r o n e l l y l u ( a r o m a t r ó |a n y ) , o c t a n t e r p i n y l u
( a r o m a t o w o c o w y ) s w y t w a r z a n e z a p o m o c l i p a z . E s t r y t e n a d a j o d p o w i e d n i a r o m a t i s m a k n a p o j o m , s o k o m ,
n e k t a r o m , d |e m o m i c i a s t k o m . L i p a z y s s t o s o w a n e s z e r o k o w p r z e m y [l e m l e c z a r s k i m s m a k i z a p a c h s e r ó w
t w a r d y c h p o c h o d z i o d k w a s ó w k r ó t k o Ba Dc u c h o w y c h u w o l n i o n y c h p r z e z l i p a z y .
2 3
W [r o d o w i s k u z a s a d o w y m e s t e r j e s t a t a k o w a n y p r z e z a l k o h o l a n :
O
O O
- R 1 O
+ R 2 O
R O R 1
+ R 1 O R O R 2
R O R 1 - R 2 O
R 2 O
( e s t e r a l k o h o l u R 2 O H )
( e s t e r a l k o h o l u R 1 O H )
R ó w n i e | w t y m p r z y p a d k u k a |d y e t a p j e s t o d w r a c a l n y a w y d a j n o [ p r o c e s u z a l e |y o d
s t o s o w a n i a n a d m i a r u a l k o h o l u .
W p r z e m y s Bo w e j m e t o d z i e t r a n s e s t r y f i k a c j i o l e j u r z e p a k o w e g o m e t a n o l e m s t o s o w a n a
j e s t t e m p e r a t u r a w y |s z a o d t e m p e r a t u r y o t o c z e n i a , c o p o w o d u j e l e p s z w z a j e m n
r o z p u s z c z a l n o [ o l e j u ( i e s t r ó w m e t y l o w y c h ) o r a z m e t a n o l u . P o c z t k o w o p r o c e s p r z e b i e g a
w d w ó c h f a z a c h , l e c z p o w y t w o r z e n i u p e w n e j i l o [c i e s t r ó w u k Ba d s t a j e s i h o m o g e n i c z n y .
K a t a l i z a t o r e m j e s t z a z w y c z a j w o d o r o t l e n e k p o t a s u a s z y b k o [ a l k o h o l i z y r o [n i e w r a z z e
w z r o s t e m s t |e n i a K O H .
P r o d u k c j a F A M E m e t o d t r a n s e s t r y f i k a c j i ( a l k o h o l i z y ) w o b e c k a t a l i z a t o r ó w
a l k a l i c z n y c h s k Ba d a s i z s z e r e g u e t a p ó w : r a f i n a c j i s u r o w e g o o l e j u , d w u e t a p o w e j
t r a n s e s t r y f i k a c j i w Ba [c i w e j , p r z e m y w a n i a r o z t w o r e m k w a s u s i a r k o w e g o , p r z e m y w a n i a w o d
o r a z s u s z e n i a . P o n i e w a | m e t a n o l i z a j e s t p r o c e s e m r ó w n o w a g o w y m , w y d a j n o [ z a l e |y o d
s t o s u n k u s t e c h i o m e t r y c z n e g o m e t a n o l t r i g l i c e r y d y o r a z o d z a w a r t o [c i w o d y w r e a k t o r z e .
W p r a k t y c e n i e w a r t o s t o s o w a z b y t d u |e g o n a d m i a r u m e t a n o l u l e p i e j j e s t p r o w a d z i p r o c e s
d w u s t o p n i o w o , z a k a |d y m r a z e m u s u w a j c f r a k c j z a w i e r a j c g l i c e r o l i d o d a j c n i e w i e l k i
n a d m i a r s t e c h i o m e t r y c z n y m e t a n o l u . P r o d u k t a m i r e a k c j i s e s t r y m e t y l o w e , g l i c e r o l i m y d Ba .
R y s u n e k 7 p r z e d s t a w i a s c h e m a t y c z n i e p r o c e s w y t w a r z a n i a F A M E z o l e j u r z e p a k o w e g o
w u k Ba d z i e d w ó c h r e a k t o r ó w p r a c u j c y c h n a p r z e m i e n n i e .
2 4
3 2
1
p r o d u k t
( E M K T )
4
4
7 8
f i l t r a c j a
s u s z e n i e
o d z y s k a l k o h o l u
w o d a
5
6
6
w a r s t w a w a r s t w a
g l i c e r y n o w a w o d n a
R y s u n e k 7 . S c h e m a t w y t w a r z a n i a F A M E ( p o l . E M K T ) w s p o s ó b c i g By : 1 - z b i o r n i k o l e j u , 2 - z b i o r n i k a l k o h o l u ,
3 - z b i o r n i k z m e t a n o l o w y m r o z t w o r e m k a t a l i z a t o r a ( K O H l u b N a O H ) , 4 - r e a k t o r y p r a c u j c e n a p r z e m i e n n i e , 5 -
o d d e s t y l o w a n i e m e t a n o l u , 6 - r o z d z i e l a c z e f a z o w e , w p i e r w s z y m r o z d z i e l a c z u n a s t p u j e o d s e p a r o w a n i e w a r s t w y
w o d n o - g l i c e r y n o w e j o d w a r s t w y o l e j o w e j a w d r u g i m p r z e m y w a n i e w o d , n e u t r a l i z a c j a a l k a l i ó w i
o d s e p a r o w a n i e w a r s t w , 7 , 8 - b l o k o s u s z a n i a ( s i a r c z a n e m s o d u , |e l e m k r z e m i o n k o w y m ) i f i l t r o w a n i a .
2 5
B I O P A L I W A - I N S T R U K C J A W Y K O N A N I A W I C Z E N I A
C z [ 1 . P r z e p r o w a d z e n i e t r a n s e s t r y f i k a c j i o l e j u r o [l i n n e g o .
S p r z t O d c z y n n i k i
P o d Bu |n y , p i o n o w y r e a k t o r z o d p By w e m d o l n y m i o l e j r z e p a k o w y
m i e s z a d Be m m e t a n o l
p o m p a p e r y s t a l t y c z n a w o d o r o t l e n e k p o t a s u
c y l i n d e r m i a r o w y 2 5 0 m L [r o d e k s u s z c y ( |e l
c y l i n d e r m i a r o w y 5 0 0 m L k r z e m i o n k o w y l u b N a 2 S O 4 )
z e s t a w z l e w e k : 1 0 0 m L , 2 5 0 m L , 5 0 0 m L p a p i e r k i w s k a zn i k o w e
w y p a r k a p r ó |n i o w a + k o l b a o k r g Bo d e n n a b i b u Ba f i l t r a c y j n a
z e s t a w d o f i l t r o w a n i a p o d z m n i e j s z o n y m c i [n i e n i e m :
k o l b a s s a w k o w a
l e j e k B u c h n e r a
k o l b a s t o |k o w a
n o |y c z k i
Zr o d k i b e z p i e c z e Ds t w a :
R k a w i c e l a t e k s o w e i o k u l a r y o c h r o n n e
U W A G A :
s t u d e n c i s z o b o w i z a n i d o p r z y n i e s i e n i a w Ba s n y c h o k u l a r ó w o c h r o n n y c h ( p o s i a d a n i e
o k u l a r ó w j e s t j e d n y m z w a r u n k ó w d o p u s z c z e n i a d o w y k o n y w a n i a w i c z e n i a )
K o l e j n o [ w y k o n y w a n y c h c z y n n o [c i
1 . W Bc z y w o d c h Bo d z c w c h Bo d n i c y z w r o t n e j r e a k t o r a , w Bc z y m i e s z a d Bo , s p r a w d z i
c z y k r a n w r e a k t o r z e j e s t z a m k n i t y .
2 . P r z y g o t o w a 1 0 0 c m 3 m e t a n o l o w e g o r o z t w o r u K O H o s t |e n i u 1 M .
3 . D o c y l i n d r a m i a r o w e g o w l a 2 5 0 c m 3 o l e j u r z e p a k o w e g o i z a p o m o c p o m p y
p e r y s t a l t y c z n e j p r z e p o m p o w a g o d o r e a k t o r a .
4 . D o t e g o s a m e g o c y l i n d r a w l a 5 0 c m 3 m e t a n o l o w e g o r o z t w o r u K O H i p r z e p o m p o w a g o
d o r e a k t o r a .
5 . P r o w a d z i r e a k c j t r a n s e s t r y f i k a c j i p r z e z 3 0 m i n u t . W t y m s a m y m c z a s i e z a p o m o c
p i k n o m e t r u z m i e r z y g s t o [ o l e j u r z e p a k o w e g o u |y t e g o d o r e a k c j i . S p o s ó b p o m i a r u
i c z y s z c z e n i a p i k n o m e t r u p o d a n y j e s t w n a s t p n e j c z [c i , d o t y c z c e j b a d a n i a w Ba [c i w o [c i
f i z y k o c h e m i c z n y c h p a l i w .
6 . W y Bc z y m i e s z a d Bo , p o r o z s e p a r o w a n i u w a r s t w z l a d o l n w a r s t w m e t a n o l o w o -
g l i c e r y n o w d o u p r z e d n i o z w a |o n e j k o l b y 2 5 0 m L z e s z l i f e m ¦ 2 9 .
7 . W Bc z y m i e s z a d Bo i p r z e p o m p o w a p o z o s t a B i l o [ m e t a n o l o w e g o r o z t w o r u K O H d o
r e a k t o r a . P r o w a d z i d r u g i e t a p t r a n s e s t r y f i k a c j i p r z e z k o l e j n e 2 0 m i n u t .
8 . W y Bc z y m i e s z a d Bo , p o r o z s e p a r o w a n i u w a r s t w z e b r a d o l n w a r s t w m e t a n o l o w o -
g l i c e r y n o w d o k o l b k i Bc z c j z p o p r z e d n i f r a k c j . Z w a |y k o l b k z z a w a r t o [c i ,
z a m o n t o w a n a w y p a r c e p r ó |n i o w e j i o d p a r o w a m e t a n o l ( t e m p e r a t u r a Ba zn i w o d n e j
5 0 ° C , c z a s o k . 1 5 m i n u t ) . P o n o w n i e z w a |y k o l b z z a w a r t o [c i i o b l i c z y m a s
o t r z y m a n e j p o z o s t a Bo [c i .
9 . P r z e m y w a r s t w o l e j o w w r e a k t o r z e p o r c j 5 0 c m 3 w o d y z a w i e r a j c e j 5 m L 1 0 %
H 2 S O 4 . P o r o z s e p a r o w a n i u w a r s t w z l a d o l n , w o d n w a r s t w . N a s t p n i e p r z e m y w a
2 6
e s t r y p o r c j a m i w o d y ( p o 5 0 c m 3 ) d o o t r z y m a n i a p H n e u t r a l n e g o : z a k a |d y m r a z e m
i n t e n s y w n i e m i e s z a p r z e z k i l k a m i n u t , p o c z y m w y Bc z a m i e s z a d Bo i z l e w a d o l n
w a r s t w ( w o d n ) , s p r a w d z a j c p a p i e r k i e m w s k a zn i k o w y m o d c z y n o d c i e k u . W a r s t w y
w o d n e p o Bc z y w b u t l i , a p o z a k o Dc z e n i u p r z e p Bu k i w a n i a z m i e r z y i c h s u m a r y c z n
o b j t o [.
1 0 . P r z y g o t o w a z e s t a w d o s c z e n i a p o d z m n i e j s z o n y m c i [n i e n i e m . W l e j k u u Bo |y w y c i t ,
d o p a s o w a n b i b u B f i l t r a c y j n i n a s y p a r ó w n o m i e r n w a r s t w [r o d k a s u s z c e g o ( o k . 1
c m g r u b o [c i ) . P r z e z t a k p r z y g o t o w a n y z e s t a w f i l t r a c y j n y p r z e s c z y p o w s t a Be e s t r y
m e t y l o w e k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h . P r z e m y o s a d a c e t o n e m z t r y s k a w k i .
1 1 . R e a k t o r u m y w o d z d o d a t k i e m d e t e r g e n t u ( p o s Bu g u j c s i t s a m p o m p p e r y s t a l t y c z n
c o d o d o z o w a n i a s u b s t r a t ó w ) .
1 2 . P r z e s c z o t r z y m a n y w p u n k c i e 1 0 p r z e l a d o z w a |o n e j k o l b y o k r g Bo d e n n e j . Z w a |y
p o n o w n i e , z a m o n t o w a n a w y p a r c e p r ó |n i o w e j i o d p a r o w a r e s z t k i m e t a n o l u i a c e t o n u
( t e m p e r a t u r a Ba zn i w o d n e j 5 0 ° C , c z a s o k . 1 5 m i n u t ) . P o n o w n i e z w a |y k o l b
z z a w a r t o [c i i o b l i c z y m a s o t r z y m a n e j m i e s z a n i n y .
1 3 . O b l i c z y :
m a s p r o d u k t u
w y d a j n o [ t r a n s e s t r y f i k a c j i z a s a d o w e j
o b j t o [ / m a s p r o d u k t ó w u b o c z n y c h ( p r z y j m u j c d = 1 k g d m - 3 )
2 7
C z [ 2 . A n a l i z a f i z y k o c h e m i c z n a o t r z y m a n e g o b i o p a l i w a .
S p r z t O d c z y n n i k i
P i k n o m e t r w t e r m o m e t r e m E s t r y m e t y l o w e k w a s ó w t Bu s z c z o w y c h
O l e j r z e p a k o w y
T e r m o s t a t ( n a s t a w i o n y n a 2 0 ° C )
O l e j n a p d o w y
L e p k o [c i o m i e r z H ö p p l e r a
S t o p e r
A p a r a t d o p o m i a r u t e m p e r a t u r y z a p Bo n u
O p c j o n a l n i e :
C h r o m a t o g r a f g a z o w y z d e t e k t o r e m M S
Zr o d k i b e z p i e c z e Ds t w a :
R k a w i c e l a t e k s o w e i o k u l a r y o c h r o n n e
U W A G A :
s t u d e n c i s z o b o w i z a n i d o p r z y n i e s i e n i a w Ba s n y c h o k u l a r ó w o c h r o n n y c h ( p o s i a d a n i e
o k u l a r ó w j e s t j e d n y m z w a r u n k ó w d o p u s z c z e n i a d o w y k o n y w a n i a w i c z e n i a )
A . P o m i a r g s t o [c i z a p o m o c p i k n o m e t r u .
P o m i a r g s t o [c i d o k o n y w a n y j e s t w t e m p e r a t u r z e 2 0 o C p r z y u |y c i u p i k n o m e t r u ( R y s u n e k 8 )
R y s u n e k 8 . P i k n o m e t r y ( [r o d k o w y p i k n o m e t r z b o c z n r u r k , p Ba s z c z e m p r ó |n i o w y m i t e r m o m e t r e m ) . N a p o d s t .
G r y n b e r g , Au g o w s k a , Z a r z y c k i A n a l i z a t e c h n i c z n a w p r z e m y [l e t Bu s z c z o w y m P a Ds t w o w e W y d a w n i c t w a
t e c h n i c z n e , W a r s z a w a 1 9 5 4 .
C z y s t y , w y s u s z o n y p i k n o m e t r z w a |y n a w a d z e a n a l i t y c z n e j . Z a n o t o w a w y n i k ( m p 1 ±
0 , 0 0 1 g ) . N a p e Bn i p i k n o m e t r w o d d e s t y l o w a n o t e m p . 2 0 ° C , w y s u s z y i z w a |y , n o t u j c
w y n i k ( m w ± 0 , 0 0 1 g ) . O b l i c z y o b j t o [ p i k n o m e t r u ( V p i k n o m e t r u , [ c m 3 ] ) p o s Bu g u j c s i
w a r t o [c i g s t o [c i w o d y w t e m p e r a t u r z e 2 0 ° C ( 0 . 9 9 8 2 3 g / c m 3 ) . P i k n o m e t r w y s u s z y ,
p o n o w n i e z w a |y ( m p 2 ) , n a p e Bn i b i o p a l i w e m o t e m p e r a t u r z e 2 0 ° C i z w a |y n o t u j c m a s ( m b
± 0 , 0 0 1 g ) . O b l i c z y g s t o [ b i o p a l i w a Áb 2 0 = ( m b m p 2 ) / V p i k n o m e t r u [ g / c m 3 ] . W y n i k i z e s t a w i
w t a b e l i :
p o m i a r 1 p o m i a r 2
m p 1
m p 2
m w
V p i k n o m e t r u
m b
Áb 2 0
2 8
W y z n a c z y [r e d n i a r y t m e t y c z n z p r z e p r o w a d z o n y c h o z n a c z e D. J e [l i w y n i k i d w ó c h
o z n a c z e D r ó |n i s i o w a r t o [ w i k s z n i | 0 , 0 0 5 g / c m 3 - p o m i a r p o w t ó r z y .
B . O z n a c z a n i e l e p k o [c i d y n a m i c z n e j z a p o m o c l e p k o [c i o m i e r z a H ö p l e r a
L e p k o [c i o m i e r z H o e p l e r a ( H ö p l e r a ) t o u r z d z e n i e s k Ba d a j c e s i z t e r m o s t a t o w a n e j r u r y
s z k l a n e j , d o k t ó r e j w l e w a s i b a d a n c i e c z . P o m i a r p o l e g a n a z m i e r z e n i u c z a s u Ä, k t ó r y
z a j m u j e k u l i o [r e d n i c y d i z n a n e j g s t o [c i ÁK , o p a d a j c e j w c i e c z y o g s t o [c i ÁC , p r z e b y c i e
o k r e [l o n e g o o d c i n k a o d Bu g o [c i l ( o z n a k o w a n e g o k r e s k a m i n a s z k l e ) . Z a k Ba d a m y , |e k u l a
o p a d a w r u r z e r u c h e m j e d n o s t a j n y m s i Ba c i |k o [c i W j e s t r ó w n o w a |o n a s i Ba m i o p o r u
o [r o d k a R :
3
Àd
W = ( ÁK - ÁC ) g
6
2
u 2 Àd
R = » ÁC
2 4
W = R
W p o w y |s z y c h r ó w n a n i a c h u j e s t p r d k o [c i o p a d a n i a k u l i a » - w s p ó Bc z y n n i k i e m o p o r u .
Z a k Ba d a m y , |e o p a d a n i e k u l i m a c h a r a k t e r l a m i n a r n y , c o o z n a c z a |e k u l a p r z e s u w a s i b e z
w i r ó w m i d z y r o z c h y l a j c y m i s i w a r s t w a m i p By n u . D l a t e g o t y p u r u c h u w s p ó Bc z y n n i k
o p o r u w y n o s i :
2 4 ·
» =
u d ÁC
g d z i e · l e p k o [ d y n a m i c z n a c i e c z y .
l
P o p r z e k s z t a Bc e n i u p o w y |s z y c h r ó w n a D i u w z g l d n i e n i u u = o t r z y m u j e m y :
Ä
2
d g
· = ( ÁK - ÁC ) Ä = K ( ÁK - ÁC ) Ä
1 8 l
P a r a m e t r K n a z y w a m y s t a B k u l i m i m o , |e z a l e |y t e | o d d Bu g o [c i p r z e b y w a n e g o o d c i n k a r u r y
l . S c h e m a t w i s k o z y m e t r u p r z e d s t a w i o n y j e s t n a R y s u n k u 9 .
2 9
R y s u n e k 9 .
W i s k o z y m e t r H ö p p l e r a : B p Ba s z c z t e r m o s t a t u j c y , O o b r o t o w a o [, n a k t ó r e j a p a r a t j e s t u m o c o w a n y p o d
k t e m 8 0 ° , Z - b l o k a d a o b r o t u , L - p o z i o m i c a , T t e r m o m e t r , A r u r k a s z k l a n a p o m i a r o w a , z z a z n a c z o n y m i
p o z i o m a m i A 1 i A 2 , D r u r k a w l o t u c i e c z y t e r m o s t a t u j c e j , w - r u r k a w y l o t u c i e c z y t e r m o s t a t u j c e j ( n a p o d s t .
G r y n b e r g , Au g o w s k a , Z a r z y c k i A n a l i z a t e c h n i c z n a w p r z e m y [l e t Bu s z c z o w y m P a Ds t w o w e W y d a w n i c t w a
T e c h n i c z n e , W a r s z a w a 1 9 5 4 ) .
P r z e p r o w a d z e n i e p o m i a r u
S t a r a n n i e u m y t , s u c h r u r p o m i a r o w u m o c o w a w a p a r a c i e i z a m k n z a k r t k o d
d o Bu , p o c z y m n a p e Bn i b a d a n c i e c z d o p o z i o m u o k . 2 5 m m p o n i |e j g ó r n e j k r a w d z i . Z a
p o m o c s z c z y p i e c w p r o w a d z i d o w n t r z a n a p e Bn i o n e j r u r y k u l d o b r a n t a k , a b y c z a s j e j
o p a d a n i a w y n o s i B w i c e j n i | 1 0 i m n i e j n i | 1 8 0 s e k u n d . P a r a m e t r y c h a r a k t e r y s t y c z n e k u l
p o d a n e s w T a b e l i 9 . K u l e 1 i 2 w y k o n a n e s z e s z k Ba . W c e l u i c h r o z r ó |n i e n i a d o Bc z o n y
j e s t m i e r n i k , p r z e z k t ó r y k u l a 2 p r z e c h o d z i , a k u l a 1 n i e p r z e c h o d z i . P o z o s t a Be k u l e w y k o n a n e
s z e s t a l i n i k l o w e j .
T a b e l a 9 . P a r a m e t r y c h a r a k t e r y s t y c z n e k u l w i s k o z y m e t r y c z n y c h .
s t a Ba k u l i K
[r e d n i c a k u l i m a s a k u l i g s t o [ k u l i s t a Ba k u l i K
n r k u l i
[ c P · c m 3 / g · s ]
w 2 0 ° C [ m m ] [ g ] w 2 0 ° C [ g / c m 3 ] [ c P · c m 3 / g · s ]
0 , 0 0 9 7 1 0 1
1 1 5 , 8 4 , 5 9 9 5 0 2 , 2 2 5 0 , 0 0 9 8 4 3 0
0 , 0 7 4 3 9 8
2 1 5 , 6 4 , 4 5 6 2 0 2 , 2 2 7 0 , 0 7 4 8 2 8
0 , 1 3 1 1 1
3 1 5 , 5 1 6 , 0 5 2 9 0 8 , 1 4 6 0 , 1 3 1 3 6
1 , 2 0 0 3
4 1 5 , 0 1 4 , 4 0 4 5 0 8 , 1 4 6 1 , 2 0 2 6
1 0 , 5 2 2
5 1 3 , 5 9 , 9 1 4 1 0 7 , 6 9 9 1 0 , 5 2 9
4 0 , 0 1
6 1 0 , 0 4 , 0 1 8 1 0 7 , 6 7 4 4 0 , 0 1
( [r e d n i c a k r |k a d o Bc z o n e g o d o z e s t a w u 1 5 , 6 3 m m )
3 0
W y p o z i o m o w a w i s k o z y m e t r , u s t a w i t e m p e r a t u r i w Bc z y o b i e g c i e c z y
t e r m o s t a t u j c e j . P o u s t a l e n i u s i t e m p e r a t u r y ( o k . 2 0 m i n u t ) o b r ó c i a p a r a t d o o k o Ba o s i O
( z o b . R y s . 9 ) d o 1 8 0 ° i z m i e r z y s t o p e r e m c z a s o p a d a n i a k u l i o d k r e s k i A 1 d o A 2 . W t e n s a m
s p o s ó b ( d o k o n u j c o b r o t u o 1 8 0 ° ) i w t e j s a m e j t e m p e r a t u r z e p o w t ó r z y p o m i a r k i l k a k r o t n i e ,
Z o t r z y m a n y c h w y n i k ó w o b l i c z y [r e d n i c z a s o p a d a n i a k u l i ( w s e k u n d a c h ) . U w a g a : n a w e t
n i e w i e l k i e z m i a n y t e m p e r a t u r y p o w o d u j d u |e r ó |n i c e w c z a s a c h o p a d a n i a k u l i . Z l a
b i o p a l i w o d o b u t e l k i i w y t r z e k u l e d o s u c h a .
L e p k o [ d y n a m i c z n a ( · w y r a |o n a w c P ) b a d a n e j c i e c z y w y z n a c z a n a j e s t z a p o m o c
r ó w n a n i a :
· = K ( Ák Ác ) Ä
g d z i e · - l e p k o [ d y n a m i c z n a [ c P ]
Ä - c z a s o p a d a n i a k u l i o d k r e s k i A 1 d o A 2 [ s ]
Ák - g s t o [ m a t e r i a Bu k u l i [ g c m - 3 ]
Ác - g s t o [ b i o p a l i w a w t e m p e r a t u r z e p o m i a r u [ g c m - 3 ]
K - s t a Ba k u l i [ c P · c m 3 / g · s ]
P a r a m e t r y k u l w t e m p e r a t u r z e 2 0 ° C p o d a n e s w T a b e l i 9 . Z a w y n i k k o Dc o w y p r z y j [r e d n i
a r y t m e t y c z n z c o n a j m n i e j t r z e c h p o m i a r ó w .
C z y s z c z e n i e p r z y r z d u . W s z e l k i e z a n i e c z y s z c z e n i a p o w o d u j w y r a zn e z m n i e j s z e n i e
d o k Ba d n o [c i p o m i a r u , d l a t e g o p r z y r z d n a l e |y s t a r a n n i e o c z y [c i . P o d o k o n a n i u p o m i a r u
w y l a b a d a n c i e c z i u s u n j e j r e s z t k i s p e c j a l n y m t Bo c z k i e m g u m o w y m . P o z o s t a Bo [
w y p Bu k a a c e t o n e m z t r y s k a w k i . Zc i a n k i n i e p o w i n n y m i e [l a d ó w t Bu s z c z u .
C . P o m i a r t e m p e r a t u r y z a p Bo n u w t y g l u z a m k n i t y m
P o d c z a s o g r z e w a n i a p a l i w a n a w e t p o n i |e j t e m p . w r z e n i a w y d z i e l a j s i s u b s t a n c j e l o t n e
i Ba t w o p a l n e . T e m p e r a t u r a z a p Bo n u j e s t t o n a j n i |s z a t e m p e r a t u r a , p r z y k t ó r e j b a d a n y p r o d u k t
o g r z e w a n y w [c i [l e o k r e [l o n y s p o s ó b w y d z i e l a o p a r y w y s t a r c z a j c e d o w y t w o r z e n i a
z p o w i e t r z e m m i e s z a n i n y z a p a l a j c e j s i p r z y z b l i |e n i u p Bo m i e n i a . T e m p e r a t u r , w k t ó r e j
p a r y p a l s i p r z e z 3 s e k u n d y p o o d d a l e n i u p Bo m i e n i a n a z y w a m y t e m p e r a t u r p a l e n i a .
P o m i a r t e m p e r a t u r y z a p Bo n u m o |e b y w y k o n y w a n y m e t o d M a r c u s s o n a w t y g l u o t w a r t y m .
S c h e m a t a p a r a t u M a r c u s s o n a p r z e d s t a w i o n o n a R y s u n k u 1 0 . Z e s t a w s k Ba d a s i z t y g l a
o s a d z o n e g o n a Ba zn i p i a s k o w e j . W t y g l u z n a j d u j e s i k o Dc ó w k a t e r m o m e t r u ( o d d a l o n a o
5 m m o d [c i a n y i 2 m m o d d n a t y g l a ) . P o m i a r p o l e g a n a s p r a w d z a n i u z a p Bo n u z a p o m o c
r u c h o m e g o z a p a l n i k a z a o p a t r z o n e g o w p Bo m y c z e k g a z o w y .
3 1
2
1
3
R y s u n e k 1 0 . R y s u n e k 1 1 .
A p a r a t M a r t e n s a - P e n s k y e g o : 1 m o s i |n y t y g i e l A p a r a t S e t a f l a s h d o o z n a c z a n i a t e m p e r a t u r y z a p Bo n u
u m i e s z c z o n y w s t a l o w y m n a c z y n i u , 2 - t e r m o m e t r , 3 - w t y g l u z a m k n i t y m : 1 m o s i |n y t y g i e l
m i e s z a d e Bk o , 4 - z a p a l n i k a u t o m a t y c z n y . N a p o d s t . u m i e s z c z o n y w s t a l o w y m n a c z y n i u , 2 - t e r m o m e t r , 3 -
G r y n b e r g , Au g o w s k a , Z a r z y c k i A n a l i z a t e c h n i c z n a m i e s z a d e Bk o .
w p r z e m y [l e t Bu s z c z o w y m P a Ds t w o w e W y d a w n i c t w a
T e c h n i c z n e , W a r s z a w a 1 9 5 4 .
U |y w a n y w w i c z e n i u a p a r a t S e t a f l a s h 3 0 0 0 0 - 0 3 ( R y s u n e k 1 1 ) j e s t p r z e n o [n y m u r z d z e n i e m
d o o z n a c z a n i a t e m p e r a t u r y z a p Bo n u p a l i w , w t y m B i o d i e s l a , d o t e m p e r a t u r y 3 0 0 ° C . T y g i e l
w y k o n a n y j e s t z g l i n u i o s a d z o n y w b l o k u g r z e j n y m , k t ó r e g o t e m p e r a t u r a j e s t r e g u l o w a n a
p r z y u |y c i u c y f r o w e g o r e g u l a t o r a g r z a Bk i . T e m p e r a t u r a t y g l a m i e r z o n a j e s t p l a t y n o w y m
t e r m o m e t r e m r e z y s t a n c y j n y m . Z a p a l o n a d i o d a w s k a zn i k o w a i n f o r m u j e o t y m , |e t e m p e r a t u r a
j e s t w y |s z a o d 5 5 ° C . U r z d z e n i e j e s t w y p o s a |o n e w z b i o r n i c z e k z g a z e m p By n n y m
z a s i l a j c y m d y s z p a l n i k a w y k o r z y s t y w a n e g o d o i n i c j o w a n i a z a p Bo n u . D e t e k c j a z a p Bo n u j e s t
a u t o m a t y c z n a ( n a p i s F L A S H p o j a w i a s i n a w y [w i e t l a c z u ) . W o p c j i A U T O u s t a w i a n a j e s t
t e m p e r a t u r a w z a k r e s i e o d 0 d o 3 0 0 ° C . P o o s i g n i c i u z a d a n e j t e m p e r a t u r y z e g a r o d m i e r z a 1
m i n u t , g d y t e m p e r a t u r a j e s t n i |s z a o d 1 0 0 ° C , l u b 2 m i n u t y - d l a t e m p e r a t u r w y |s z y c h o d
1 0 0 ° C ( c z a s t e n j e s t k o n i e c z n y d o u s t a l e n i a s i r ó w n o w a g i p r ó b k a - p a r a ) . P o u p By w i e t e g o
c z a s u m o |n a d o k o n a p r ó b y z a p Bo n u z b l i |a j c p Bo m i e D p a l n i k a .
D o k Ba d n y a l g o r y t m p o s t p o w a n i a p o d c z a s p o m i a r u p o d a n y j e s t w i n s t r u k c j i
d o Bc z o n e j d o a p a r a t u .
U W A G A :
U r u c h o m i e n i e a p a r a t u m o |l i w e j e s t t y l k o w o b e c n o [c i o s o b y p r o w a d z c e j w i c z e n i e .
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